319972-Compactação_dos_solos

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D.Sc. Marilia Mary da Silva
Disciplina: Mecânica dos Solos 
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
TÓPICOS A SEREM APRESENTADOS
� INTRODUÇÃO – ASPECTOS GERAIS;
� ENSAIOS DE COMPACTAÇÃO EM LABORATÓRIO;
� CURVAS DE COMPACTAÇÃO;
� COMPACTAÇÃO DE ATERROS.
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INTRODUÇÃO – ASPECTOS GERAIS
• Entende-se por compactação de um solo, qualquer redução
do índice de vazios (expulsão de ar), por processos
mecânicos, resultando no aumento da densidade do solo.
OBJETIVOS: 
• Aumento da resistência ao cisalhamento;
• Redução da compressibilidade (recalques);
• Obtenção de maior uniformidade e homogeneidade;
• Diminuição da permeabilidade.
PRINCIPAIS APLICAÇÕES EM OBRAS: 
• Aterros compactados – pavimentação, construção de diques;
• Construção de barragens de terra;
• Retaludamentos de encostas naturais.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO EM LABORATÓRIO
ENSAIO DE PROCTOR
� Consiste em compactar uma amostra
dentro de um cilindro (10 cm de diâmetro,
altura de 12,73 cm e volume de 1000 cm3 -
para solos com φφφφ máximo de 4,8mm) sob a
ação de 26 golpes de um soquete, pesando
2,5 kg, cainho de 30,5 cm de altura.
� Repete-se o ensaio com diferentes teores
de umidade e determina-se para cada um o
peso específico aparente. Traça-se a curva e
obtém-se a hot e γγγγs,max.
� Energia de compactação do ensaio:
6kgcm/cm3:
E = PhNn
V
E = energia específica da compactação;
P = peso do soquete;
h= altura de queda do soquete;
N = número de golpes por camada;
n=número de camadas; 
V = volume do solo compactado.
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CURVA DE COMPACTAÇÃO
CURVA DE PROCTOR
Determinação do ponto ótimo de compactação do solo – ponto de
máxima compactação.
FATORES DE INFLUÊNCIA:
• teor de umidade do solo;
• energia de compactação. 
DETERMINAÇÃO:
• Peso específico aparente
máximo (γγγγsmáx) →
• Umidade ótima (hot).
CONSIDERAÇÕES SOBRE A CURVA DE COMPACTAÇÃO
� A densidade que é atingida quando um solo é compactado, sob uma
dada energia de compactação irá depender da umidade do solo no
momento da compactação;
� Um mesmo solo, conforme seu teor de umidade, reage
diferentemente à compactação, alcançando valores diversos de
densidade. Para cada solo, sob uma dada energia de compactação,
existem, então um h
ot
e um γγγγ
smáx
.
� As curvas de compactação,
embora difiram para cada tipo de
solo, se assemelham quanto à
forma.
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ENERGIAS DE COMPACTAÇÃO
� O peso específico máximo (γγγγsmax) e a umidade ótima (hot)
dependem da energia de compactação.
� Quanto maior a energia de compactação maior é o valor de γγγγ
smax
e
menor o valor da h
ot
.
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
� Escolha da área de empréstimo;
� Escavação, transporte e espalhamento do solo;
� Acerto da umidade e espalhamento do solo;
� Compactação propriamente dita.
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COMPACTAÇÃO DE CAMPO
� Escolha da área de empréstimo:
Envolve fatores como a distância de transporte, o volume do material
disponível, tipos de solo. Materiais não recomendados: solos saturados
com matéria orgânica e os solos turfosos, solos micáceos.
� Escavação, transporte e espalhamento do solo:
Escavação: cuidados quanto a drenagem, para evitar a saturação do
solo em épocas de chuva. Solo orgânico deve ser estocado e recolocado
após o término das escavações, para propiciar a recomposição da
vegetação natural.
Depois de transportado, o solo é espalhado em camadas tais que sua
espessura seja compatível com o equipamento compactador.
� Acerto da umidade e homogeneização:
Umidade: Através de irrigação é feito o acerto da umidade, em função
das especificações de compactação, prefixado pelo projetista da obra.
Homogeineização: tem a função de distribuir bem a umidade.
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
� Compactação propriamente dita:
Segue-se a compactação propriamente dita, com equipamentos e
parâmetros adequados ao tipo de solo. Para o reaterro de pequenas
valas utilizam-se soquetes manuais ou “sapos mecânicos”.
Tabela. Equipamentos de compactação
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A energia de compactação no campo pode ser aplicada, de
três maneiras diferentes:
� por meios de esforços de pressão,
� impacto,
� vibração ou,
� por uma combinação destes.
Os processos de compactação de campo geralmente
combinam a vibração com a pressão, já que a vibração
utilizada isoladamente se mostra pouco eficiente, sendo a
pressão necessária para diminuir, com maior eficácia, o
volume de vazios interpartículas do solo.
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
Os equipamentos de compactação são divididos em três
categorias:
� os soquetes mecânicos;
� os rolos estáticos e
� os rolos vibratórios.
Soquetes: São compactadores de impacto utilizados em locais de
difícil acesso para os rolos compressores, como em valas,
trincheiras, etc. Possuem peso mínimo de 15Kgf, podendo ser
manuais ou mecânicos (sapos). A camada compactada deve ter 10
a 15cm para o caso dos solos finos e em torno de 15cm para o
caso dos solos grossos.
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
Rolos Estáticos: Os rolos estáticos compreendem os rolos pé-
de-carneiro, os rolos lisos de roda de aço e os rolos
pneumáticos.
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COMPACTAÇÃO DE CAMPO
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
ROLO PÉ-DE-CARNEIRO: Os rolos pé-de-carneiro são constituídos por
cilindros metálicos com protuberâncias (patas) solidarizadas, em forma
tronco-cônica e com altura de aproximadamente de 20cm. Podem ser alto
propulsivos ou arrastados por trator. É indicado na compactação para
todos os tipos de solo com exceção da areia. Promove um grande
entrosamento entre as camadas compactadas (quebra dos torrões de
argila).
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COMPACTAÇÃO DE CAMPO
Pé-de-Carneiro: A camada compactada possui geralmente
15cm, com número de passadas variando entre 4 e 6 para
solos finos e de 6 e 8 para solos grossos.
As características que afetam a performance dos rolos pé-
de-carneiro são:
� a pressão de contato,
� a área de contato de cada pé,
� o número de passadas por cobertura e estes elementos
dependem do peso total do rolo,
� o número de pés em contato com o solo e,
� do número de pés por tambor.
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
Superfície do solo após a compactação com rolo pé-de-Carneiro.
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COMPACTAÇÃO DE CAMPO
Rolo Liso:Trata-se de um cilindro de aço. São usados em
bases de estradas, em capeamentos e são indicados para
solos arenosos, pedregulhos e pedra britada, lançados em
espessuras inferiores a 15cm. Este tipo de rolo compacta
bem camadas finas de 5 a 15cm com 4 a 5 passadas.
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
Rolo Liso:
� Os rolos lisos possuem pesos de 1 a 20t e freqüentemente
são utilizados para o acabamento superficial das camadas
compactadas.
� Para a compactação de solos finos utilizam-se rolos com
três rodas com pesos em torno de 7t para materiais de baixa
plasticidade e 10t, para materiais de alta plasticidade.
� Os rolos lisos possuem certas desvantagens como,
pequena área de contato e em solos mole afunda
demasiadamente dificultando a tração.
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ROLO PNEUMÁTICO:
� Os rolos pneumáticos são eficientes na compactação de capas
asfálticas, bases e sub-bases de estradas e indicados para solos
de granulação fina e arenosa.
� Os rolos pneumáticos podem ser utilizados em camadas de até
40 cm e possuem área de contato variável, função da pressão nos
pneus e do peso do equipamento.
� Pode-se usar rolos com cargas elevadas obtendo-se bons
resultados. Neste caso, muito cuidado deve ser tomado no
sentido de se evitar a ruptura do solo.
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
ROLOS VIBRATÓRIOS:
� Nos rolos vibratórios, a freqüência da vibração influi de maneira
extraordinária no processo de compactação do solo. São utilizados
eficientemente na compactação de solos granulares (areias), onde
os rolos pneumáticos ou pé-de-carneiro não atuam com eficiência.
� Este tipo de rolo quando não são usados corretamente produzem
supercompactação.
� A espessura máxima da camada é de 15cm.
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
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ROLOS VIBRATÓRIOS:
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
a)Solos Coesivos: há uma parcela preponderante de partículas
finas e muito finas (silte e argila), nas quais as forças de coesão
desempenham papel muito importante, sendo indicado a utilização
de rolos pé-de-carneiro.
b) Solos Granulares: há pouca ou nenhuma coesãoentre os grãos,
existindo entretanto atrito interno entre eles, sendo indicado a
utilização rolo liso vibratório.
c) Mistura de Solos: encontra-se materiais coesivos e granulares
em porções diversas, não apresenta característica típica nem de
solo coesivo nem de solo granular, sendo indicado a utilização de
pé-de-carneiro vibratório.
ESCOLHA DOS EQUIPAMENTOS DE 
COMPACTAÇÃO DE CAMPO
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Para que se possa efetuar um bom controle de
compactação do solo em campo, temos que atentar para os
seguintes aspectos:
� tipo de solo;
� espessura da camada;
� entrosamento entre as camadas;
� número de passadas;
� tipo de equipamento;
� umidade do solo;
� grau de compactação alcançado.
CONTROLE DE COMPACTAÇÃO DE CAMPO
a) Escolha da área de empréstimo (problema técnico-econômico)
→ distância de transporte. Execução de furos de sondagem
(cubagem do material disponível). Realização de ensaios de
caracterização e identificação: granulometria, Limites de
Atterberg, umidade e peso específico dos grãos. Ensaio de
compactação;
b) Limpeza e regularização da área de trabalho;
c) Lançamento e espalhamento do material → uso de unidades de
transporte.
d) Regularização da camada →uso de motoniveladora para acerto
da altura da camada. Espessura das camadas →< 30 cm de
material fofo para se ter 15 a 20cm de solo compactado
(incluindo 2 a 5 cm da camada anterior);
e) Pulverização e homogeneização do material da camada
→remoção ou desagregação de torrões secos, material
aglomerado ou fragmentos de rocha alterada por uso de
escarificadores ou arados de disco;
PROCEDIMENTOS GERAIS DA COMPACTAÇÃO NO 
CAMPO - SEQÜÊNCIA DE OPERAÇÕES
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f) Acerto da umidade →irrigação (caminhões pipa e irrigadeiras)
ou aeração (arados de disco). Homogeneização e conferência
da umidade através do “speed”;
g) Compactação propriamente dita →uso de equipamentos
escolhidos de acordo com o tipo de solo e de serviço. Rolos →
n° de passadas de acordo com as especificações de densidade
ou até atingida a espessura de camada esperada.
h) Controle de compactação →controle sobre os valores de teor
de umidade (wót- tolerância de ±2 a 3%) e γmáx pelo grau de
compactação especificado, utilizando o frasco de areia.
PROCEDIMENTOS GERAIS DA COMPACTAÇÃO NO 
CAMPO - SEQÜÊNCIA DE OPERAÇÕES
ENSAIO DE DENSIDADE IN SITU – MÉTODO FRASCO DE AREIA
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ENSAIO DE DENSIDADE IN SITU – MÉTODO FRASCO DE AREIA
Planilha de ensaio
Assim alguns cuidados devem ser tomados:
1) A espessura da camada lançada não deve exceder a 30cm,
sendo que a espessura da camada compactada deverá ser
menor que 20cm.
2) Deve-se realizar a manutenção da umidade do solo o mais
próximo possível da umidade ótima.
3) Deve-se garantir a homogeneização do solo a ser lançado, tanto
no que se refere à umidade quanto ao material. Deve-se obter
sempre valores de grau de compactação superiores a 95%.
Caso estas especificações não sejam atendidas, o solo
terá de ser revolvido, e uma nova compactação deverá
ser efetuada.
CONTROLE DE COMPACTAÇÃO DE CAMPO
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EXEMPLO DE OBRAS ENVOLVENDO COMPACTAÇÃO 
DE CAMPO
Construção de lagoas de
tratamento de esgoto – ETE
Tamandaré.
EXEMPLO DE OBRAS ENVOLVENDO COMPACTAÇÃO 
DE CAMPO
Construção de lagoas de
tratamento de esgoto – ETE
Sirinhaém.
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EXEMPLO DE OBRAS ENVOLVENDO COMPACTAÇÃO 
DE CAMPO
Construção de lagoas de
tratamento de esgoto – ETE
Sirinhaém.