Compactação dos Solos

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Compactação dos Solos 
Marta Pereira da Luz 
Compactação dos Solos 
• Processo manual ou mecânico; 
• Em laboratório ou campo; 
Compactação dos Solos 
• Objetivos: 
– Reduzir volume de vazios; 
– Aumentar o contato entre os grãos; 
– Gerar material mais homogêneo; 
– Aumentar a resistência; 
– Reduzir a permeabilidade; 
– Reduzir a compressibilidade. 
Compactação dos Solos 
Aterro Compactação 
Compactação dos Solos 
Compactação dos Solos 
Compactação dos Solos 
Compactação dos Solos 
Fatores que influenciam no processo: 
 
• Tipo de obra; 
 
• Tipo de solo; 
 
• Energia a ser aplicada; 
 
• Umidade do solo. 
Compactação dos Solos 
• Estudos iniciais: 
“... a densidade que um solo atinge quando 
compactado sob uma dada energia de 
compactação depende da umidade do solo no 
momento da compactação”. Ralph Proctor 
(1933) 
• Ensaio (NBR 7182/86): 
 Compactar uma porção de solo em um 
cilindro padrão de 1000 cm³ de volume, com 
um soquete de 2,5 kg, caindo em queda 
livre de uma altura de 30 cm; 
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• Em laboratório: 
Compactação dos Solos 
• Em laboratório: 
Compactação dos Solos 
• Em laboratório: 
Compactação dos Solos 
• Em laboratório: Energias padrões: 
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• Em laboratório: Energias padrões: 
Compactação dos Solos 
• Em laboratório: 
Compactação dos Solos 
• Em laboratório: 
 
 Para baixos teores de umidade (w < wot): 
forças capilares elevadas -> grumos -> γd baixo; 
 Para elevados teores de umidade (w > wot): 
forças capilares baixa -> elevados valores de 
γd; 
 Excesso de água: água absorve os impactos -
> má compactação. 
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• Em laboratório: 
 
REUSO 
 
• Pela norma o ensaio pode ser feito com ou sem reuso; 
 
• Sem reuso exige-se maior quantidade de material, mas 
geralmente obtém-se melhores resultados; 
 
• Dependendo do tipo de solo o reuso pode gerar quebra 
de partículas, prejudicando os resultados (p. ex.,concreções 
lateríticas). 
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• Em laboratório: 
 
SECAGEM PRÉVIA 
 
• É mais comum realizar ensaios com secagem prévia; 
 
• No entanto, a pré-secagem pode influenciar nas 
propriedades dos solos e dificultar a homogeneização 
(umedecer o solo 24h antes de compactar); 
 
• Em alguns casos recomenda-se executar o ensaio com a 
umidade natural. 
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• Em laboratório: 
 
SOLOS PEDREGULHOSOS 
 
• Grande quantidade de pedregulho gera heterogeneidade 
e formação de ninhos na interface solo-cilindro; 
 
• Norma: diâmetro máximo de 4,8mm; 
 
• Melhor solução: utilizar cilindro com maiores dimensões. 
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• Em laboratório: 
 
 
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• Em laboratório: 
 
 
METODOLOGIA MCT: 
 
• Corpos-de-prova MINIATURA, COMPACTADOS 
com procedimentos especial e destinados para 
solos TROPICAIS; 
 
• Uso de moldes cilíndricos menores (diâmetro de 
50 mm); 
 
• Soquetes com pesos diferentes (2270 g ou 4500 
g); 
 
• Altura de queda (30 cm). 
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• Em laboratório: 
 
 
METODOLOGIA MCT: 
 
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 Estrutura do solo compactado: 
 
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 Estrutura do solo compactado 
 
• Solos compactados no ramo seco: 
 
 Estrutura mais floculada (se pronuncia mais 
com a diminuição da energia); 
 
 Forças de atração entre as partículas geram 
flocos indestrutíveis. 
 
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 Estrutura do solo compactado 
 
• Solos compactados no ramo úmido: 
 
 Estrutura mais dispersa (esta característica é 
mais presente quanto maior é a energia); 
 
 Com aumento da umidade as forças de atração 
são desfeitas e os grãos começam a aturar como 
partículas dispersas em água. 
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Saturação x 
Resistência: 
Por que os solos 
devem ser compactados 
na umidade ótima? 
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Saturação x Resistência: 
 
• Quando o solo é compactado numa umidade baixa 
(wi < wot), tem-se uma resistência Ri maior. Ao 
mesmo tempo, como γd é baixo tem-se índice de 
vazios elevado; 
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 Saturação x Resistência: 
 
• Com saturação, obtém-se uma umidade wf que 
corresponde a uma resistência Rf muito baixa; 
 
• Se o solo for compactado próximo de wot, tem-se 
uma variação de resistência menor (entre Ri’ e Rf’). 
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EQUIPAMENTOS: 
• Soquetes 
 Utilizados em locais 
específicos e de 
difícil acesso; 
 Manuais ou 
mecânicos. 
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Rolos Estáticos 
 
• O número de passadas do equipamento corresponde à 
energia especificada; 
• Rolo pé-de-carneiro; compacta de baixo para cima e é 
mais aplicado para solos argilosos; 
• Rolo liso: utilizado em camadas menos espessas; 
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Rolos Estáticos 
 
• Rolo pneumático: utilizado em capas asfálticas, bases e 
sub-base de pavimentos, sendo melhor aplicado para 
solos arenosos fino pouco plásticos. O peso do 
equipamento e a pressão dos pneus é adaptada para 
cada caso. 
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Equipamentos 
 
 
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Equipamentos 
 
 
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Equipamentos 
 
 
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CONTROLE DE COMPACTAÇÃO: 
 
• Baseia-se no teor de umidade e no peso específico 
aparente de campo; 
 
• Na obra, é fixada uma faixa de variação da umidade 
permitida em torno da ótima (geralmente, wot + x%); 
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CONTROLE DE COMPACTAÇÃO: 
• Métodos para determinação da umidade: 
 Amostra hermeticamente fechadas (laboratório); 
 Método da frigideira; 
 Speedy. 
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CONTROLE DE COMPACTAÇÃO: 
Quanto ao peso específico, deve-se determinar o Grau de 
Compactação (GC): 
• γcampo = γd “in situ”; 
• γlaboratório = γd máximo (ensaio de compactação). 
𝐺𝐶 =
γ𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜
γ𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑡ó𝑟𝑖𝑜
.100 (%) 
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CONTROLE DE COMPACTAÇÃO: 
 
• O limite de GC aceito depende do tipo de obra, mas 
geralmente adota-se valores variando entre 95% e 
100%; 
• Pode-se utilizar o Frasco de Areia (NBR-7185/86) ou o 
Densímetro Nuclear para fazer este controle. 
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CONTROLE DE COMPACTAÇÃO: 
 
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CONTROLE DE COMPACTAÇÃO: 
 
• Frasco de areia: 
P1 = P(areia + frasco + cone) 
P2 = Psolo furo úmido 
w = umidade do solo no furo 
P3 = Psolo furo seco 
𝑃3 =
𝑃2
1 + 𝑤
 
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CONTROLE DE COMPACTAÇÃO: 
 
• Frasco de areia: 
P4 = Prestante (areia + frasco + cone) 
P5 = Pareia (furo + cone) 
V = volume do furo escavado 
Pc = P areia no cone 
V =
𝑃2−𝑃𝑐
γ𝑑 𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎
 
𝑃5 = 𝑃1 − 𝑃4 
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CONTROLE DE COMPACTAÇÃO: 
 
• Frasco de areia: 
γd campo = peso específico do solo 
compactado em campo 
γ𝑑 campo = 
𝑃3
𝑉
 
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Aterros Experimentais: 
 Objetivos: 
 
• Definição do equipamento e nº de passadas; 
• Espessuras de camadas; 
• Observação visual do solo compactado; 
• Retiradas de amostras para ensaios 
mecânicos; 
• Condição de compactação mais econômica. 
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Aterros Experimentais: 
 
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Comentários: 
• Deve-se obter uma densidade mínima, 
independente do procedimento adotado; 
• Deve-se buscar a condição de compactação 
mais econômica; 
• Deve-se considerar uma “folga”, pois trabalhar 
no limite é arriscado.