Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LUCAS JOEL DA SILVA REBELO OBRAS DE TERRA E CONTENÇÕES Manaus 2020 LUCAS JOEL DA SILVA REBELO MATRICULA: 03096781 TURMA: UNN0470109NNA COMPACTAÇÃO DE SOLOS Manaus 2020 O trabalho tem por objetivo à obtenção de nota, na disciplina de Obras de terras e Contenções, do curso de Engenharia Civil, na turma UNN0470109NNA, ministrada pelo professor Willace Lima de Souza. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 1 2. COMPACTAÇÃO DE SOLOS ......................................................................................................... 2 2.1. Conceito ............................................................................................................................. 2 2.2. Diferenças de compactação e adensamento ....................................................................... 2 3. METODOS DE ENSAIOS ............................................................................................................... 2 3.1. Ensaio Proctor Normal ........................................................................................................ 3 3.2. Ensaio Modificado .............................................................................................................. 3 3.3. Ensaio Intermediário .......................................................................................................... 3 4. COMPACTAÇÃO NO CAMPO ....................................................................................................... 4 5. GRAU DE COMPACTAÇÃO .......................................................................................................... 6 6. NORMAS TÉCNICAS A SEREM CONSIDERADAS ............................................................................ 7 7. IMPORTÂNCIA DA COMPACTAÇÃO DO SOLO PARA OBRAS DE TERRA ......................................... 7 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................................. 8 9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................................................... 9 1 1. INTRODUÇÃO Os solos quando compactados só terão benefícios diretos quando são principalmente obras de contenção, mostrando assim, os trabalhos da compactação que podem ocorrer de forma natural e/ou mecanizada. Para Pinto (2006), o solo ao ser levado e dispersado para a construção de um aterro, se encontrará fofo e heterogêneo, não sendo ainda compactado, porém o mesmo não terá resistência, podendo ocorrer deformações e ter seu comportamento modificado, de acordo com o local. Mas, a compactação do solo vem para tornar maior a área de contato entre os grãos, tornando-os mais resistentes, assim, o aterro ficará mais homogêneo. A importância da redução do número de vazios ocorre pelo fato de melhorar as mais variadas propriedades do solo. O emprego da compactação se dá em diversas áreas de atuação da engenharia, como em aterros, que por si só possuem diversas finalidades. Citam-se como exemplo: solos para pavimentação, construção de barragem de terra, preenchimentos de vazios entre os muros de arrimo e em operações tapa buracos, e nos preenchimentos das valetas em cidades. Para cada tipo de obra, existe um tipo de processo para compactação. Portanto, identificaremos como e qual aplicar, quando se conhece não só uma obra, mas o conhecimento do solo a se trabalhar. Deve-se observar a umidade atual e a densidade a ser atingida, reduzindo assim objetivamente os recalques e a permeabilidade, aumentando a rigidez e a resistência do solo (PINTO, 2006). 2 2. COMPACTAÇÃO DE SOLOS 2.1. Conceito Segundo Caputo (1988), a compactação do solo pode ser definida como ação de mecanismos, sejam eles mecânicos ou manuais, com a finalidade de reduzir o número de vazios, tornando o solo mais estável e resistente. É uma operação simples, porém importante, pois não visa apenas resistência, mas também a permeabilidade, compressibilidade e a absorção de água. Seixas (1988) classifica a compactação de solos como sendo toda força de agregar partículas de solo, diminuindo o volume por elas ocupado. Só ocorrerá compactação máxima dos solos, quando os mesmos estiverem na capacidade ou próximos da capacidade de campo, quando os micro poros estão preenchidos com água e os macros com ar (BAVER, 1972). A compactação com uma baixa umidade eleva o atrito entre as partículas, não reduzindo assim, o número de vazios. Quando compacta, as partículas de água permanecem constantes e o aumento da massa específica se dá pela diminuição dos números de vazios (PINTO, 2006). Os estudos geotécnicos de compactação tiveram início com a teoria de compactação desenvolvida por Ralph Proctor. Em 1933, divulgou seu método de controle de compactação e concluiu que a densidade com que um solo é compactado, sob uma determinada energia de compactação, depende do teor de umidade do solo. 2.2. Diferenças de compactação e adensamento Pelo processo de compactação, a diminuição dos vazios do solo se dá por expulsão do ar contido nos seus vazios, de forma diferente do processo de adensamento, onde ocorre a expulsão de água dos interstícios d o solo. A s cargas a plicadas quando compactamos o solo são geralmente de natureza dinâmica e o efeito conseguido é imediato, enquanto que o processo de adensa mento é deferido no tempo (pode levar muitos anos para que ocorra por completo, a depender do tipo d e solo) e as cargas são normalmente estáticas. 3. METODOS DE ENSAIOS O ensaio de compactação, hoje em dia, é conhecido como Ensaio normal de Proctor (ou AASHTO Normal). Essa metodologia foi desenvolvida pelo engenheiro Ralph Proctor em 1933, sendo normatizada nos Estados Unidos pela A.A.S.H.O - 3 American Association of State Highway Officials e no Brasil sua execução segue a norma ABNT NBR 7182/1986 - Ensaios de Compactação. 3.1. Ensaio Proctor Normal O ensaio Proctor Normal utiliza o cilindro de 10 cm de diâmetro, altura de 12,73cm e volume de 1.000cm3 é submetida a 26 golpes de um soquete com massa de 2,5Kg e caindo de 30,5cm. Corresponde ao efeito de compactação com os equipamentos convencionais de campo. 3.2. Ensaio Modificado O ensaio Modificado utiliza o cilindro de 15,24 cm de diâmetro, 11,43 cm de altura, 2.085 cm3 de volume, peso do soquete de 4,536 kg e altura de queda de 45,7 cm aplicando-se 55 golpes por camada. É utilizado nas camadas mais importantes do pavimento, para os quais a melhoria das propriedades do solo, justifica o emprego de uma maior energia de compactação. 3.3. Ensaio Intermediário O ensaio denominado Intermediário difere do modificado só pelo número de golpes por camada que corresponde a 26 golpes por camada, sendo aplicado nas camadas intermediárias do pavimento. Com os resultados obtidos no ensaio de compactação são efetuados cálculos para a determinação do peso específico aparente seco (γd) e a determinação da curva de saturação. O peso específico aparente seco é dado pela fórmula: Onde: γd = peso específico aparente seco, em g/cm³; Ph = peso úmido do solo compactado, em g; V = volume útil do molde cilíndrico (interno), em cm³; W = teor de umidade do solo compactado em %. 4 Para determinação da curva de saturação de um solo, utiliza-se a fórmula: Onde: γd = peso específico aparente seco, em g/cm³; Sr = grau de saturação, considerado igual a 100%; w = teor de umidade em %; γw = peso específico da água, considerado igual a 1,0 g/cm³; γg = peso específico dos grãosdo solo, em g/cm³). 4. COMPACTAÇÃO NO CAMPO O processo de compactação no campo pode ocorrer das seguintes maneiras: • Por compressão: Onde a força vertical é o peso próprio do equipamento. Corresponde aos compressores de rodas metálicas com elevado peso e pequena superfície de contato. Indicado para solos granulares, macadames e britas graduadas, sendo que para solos com baixa capacidade de suporte inicial a compactação não fica homogênea; • Por amassamento: Onde atuam a força vertical (peso) e a força horizontal (efeitos dinâmicos). Consiste nos rolos pneumáticos com rodas oscilantes e nos rolos pé de-carneiro, sendo que o processo gera um adensamento mais rápido do solo; • Por vibração: Onde a força vertical é aplicada com frequências maiores que 500 golpes/min. Existem vários tipos de equipamentos com a freqüência variando entre 900 e 2000 golpes/min, sendo que a situação ideal ocorre quando a compactação do rolo se combina com a oscilação do material; 5 • Por impacto: Semelhante ao processo por vibração, sendo que a freqüência é menor que 500 golpes/min. Consiste em equipamentos do tio sapo mecânico e bate-estacas, utilizados em locais de difícil acesso. A escolha do equipamento que irá ser utilizado no campo depende principalmente do tipo de material que se deseja compactar. Os principais equipamentos utilizados são: • Rolos lisos de rodas de aço: Consistem no equipamento mais antigo. Os fatores que interferem na compactação são a carga por unidade de largura das rodas, largura e diâmetro das rodas. São utilizados para compactar pedregulhos, areias bem graduadas, misturas de areia a argila de média plasticidade e para a compactação de acabamento. Não são recomendados para areias uniformes e solos finos com elevada plasticidade, podendo ocorrer má compactação das camadas inferiores. • Rolos pneumáticos: Existem rolos rebocados com um eixo (mais pesados), rebocados com dois eixos (leves; 8 a 13 t) e auto-propulsores (8 a 36 t). São aplicados para solos arenosos ou pouco coesivos, devendo-se ter cuidados especiais com a velocidade de operação (5 a 8 km/h). Os principais fatores que interferem na compactação são a pressão de enchimento dos pneus, área de contato entre pneu e superfície e a pressão de contato. Na seleção do tipo de equipamento a ser utilizado deve-se observar o espaçamento entre rodas, peso bruto e número de rodas. • Rolos pé-de-carneiro: Estes rolos são compostos de cilindros metálicos ocos com “patas” adaptadas (15 a 25 cm). Geralmente, as filas com as “patas” são alternadas com 4 “patas” por fila e o diâmetro do tambor varia entre 1,0 e 1,5 m. Este tipo de equipamento gera maior porcentagem de vazios que os rolos pneumáticos e lisos. Os fatores que interferem na compactação são a pressão dos pés-de- carnerio, extensão da camada comprimida pelo rolo, peso total do rolo, área de 6 contato de cada pé, número de pés em contato com a camada num dado tempo e o número total de pés por tambor. • Rolos vibratórios: Podem ser compostos por um ou dois cilindros, rebocados ou não e são eficientes para materiais não coesivos. Os fatores que interferem são a frequência de vibração (1750 vpm a 3000 vpm), amplitude (0,3 mm a 0,7 mm), força dinâmica, força estática, formas e dimensões da área de contato e estabilidade do equipamento. Existem outros tipos de equipamentos como o rolo de grelha, as placas vibratórias, os rolos combinados e os soquetes mecânicos. O controle de compactação no campo se baseia na verificação do teor de umidade e do peso específico aparente seco. Na obra, é fixada uma faixa de variação da umidade permitida em torno da ótima (geralmente, wot ± 2%). Para determinar a umidade no campo pode-se utilizar três métodos: • coleta de amostras hermeticamente fechadas e determinação da umidade em laboratório; • método da frigideira; • Speedy. O peso específico aparente seco de campo pode ser determinado através do ensaio de frasco de areia (NBR 7185). Com este dado é possível determinar o Grau de Compactação (GC) que para ser considerado aceitável deve variar entre 95% e 100%. onde: gd = peso específico aparente seco máximo de campo (kN/m3); gdmax = peso específico aparente seco máximo determinado em laboratório (kN/m3). 5. GRAU DE COMPACTAÇÃO O grau de compactação é o índice que determina a compatibilidade que um terreno deve assumir após o trabalho de apiolamento do mesmo. Com os dados do https://sites.google.com/site/geotecniaefundacao/terraplenagem/compactacao-de-solos/FIGURA 14.JPG?attredirects=0 7 peso especifico aparente seco, com este dado é possível determinar o Grau de Compactação (GC) 6. NORMAS TÉCNICAS A SEREM CONSIDERADAS O controle executivo e o cumprimento normativo são essenciais para atender às demandas do mercado. As normas técnicas determinam os parâmetros mais eficientes e seguros para a construção civil. Quando se fala da compactação do solo, é preciso respeitar a norma ABNT NBR 7182:2016 – Solo – Ensaio de compactação. Ela foi revisada em 2016, determinando a relação entre o teor de umidade e a massa específica aparente seca dos solos. O DNE-RM 162/94 é outro documento importante. 7. IMPORTÂNCIA DA COMPACTAÇÃO DO SOLO PARA OBRAS DE TERRA A compactação do solo é um procedimento que aumenta a densidade do terreno onde será construída uma edificação. A partir disso, é possível garantir mais resistência e estabilidade para todas as etapas posteriores de um canteiro. Dessa forma, é essencial utilizar os procedimentos corretos, respeitando as normas técnicas existentes. O uso de equipamentos de segurança e a realização de estudos laboratoriais são outras questões que não podem faltar em seu planejamento. Continue a leitura para saber mais sobre o assunto e esclarecer suas principais dúvidas. 8 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS Com base nas nesta pesquisa, verificou-se que a compactação do solo é de suma importância nas obras de engenharia, constituindo-o para maior estabilização. Na agropecuária, pode ocorrer por meio do manuseio de máquinas de preparo ao solo e manejo de animais, assim, impermeabilizando o solo e diminuindo a compressibilidade do mesmo. 9 9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações. Rio de Janeiro/RJ: LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1988. 172p PINTO, C. S. Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 Aulas/3ª Edição. São Paulo/SP: Oficina de Textos, 2006. 65p. SEIXAS, F. Compactação do Solo Devido a Mecanização Florestal: Causa, Efeitos e Práticas de Controles. IPEF – Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais, 1988. BAVER, L. D. et al. Soil Phisics. 4ª ed. New York, JhonWiley, 1972. 498p. ABNT NBR 7182/1986 - Ensaios de Compactação. 1. INTRODUÇÃO 2. COMPACTAÇÃO DE SOLOS 2.1. Conceito 2.2. Diferenças de compactação e adensamento 3. METODOS DE ENSAIOS 3.1. Ensaio Proctor Normal 3.2. Ensaio Modificado 3.3. Ensaio Intermediário 4. COMPACTAÇÃO NO CAMPO 5. GRAU DE COMPACTAÇÃO 6. NORMAS TÉCNICAS A SEREM CONSIDERADAS 7. IMPORTÂNCIA DA COMPACTAÇÃO DO SOLO PARA OBRAS DE TERRA 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS 9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Compartilhar