Compactação dos solos: Processo executivo e dicas importantes

Daniela Ribeiro
Daniela Ribeiro Publicado em 23 de fevereiro de 2018

A compactação dos solos é um processo de densificação do solo através da expulsão de ar dos vazios do solo, pela ação de equipamentos mecânicos. Este processo geralmente é empregado na construção de aterros, nas camadas dos pavimentos, nas barragens de terra, dentre muitas outras obras de engenharia.

A compactação tem como objetivo melhorar a resistência do solo, através da redução do índice de vazios, aumentando o contato entre os grãos e com isso, a densidade seca, o que gera um aumento da resistência do solo, fazendo uma transição do solo em estado fofo para um estado compacto.

No processo de compactação dos solos, o solo deve se encontrar na umidade ótima de compactação, para que as bolhas de ar formem canalículos intercomunicados, que facilitam a expulsão do ar dos vazios do solo.

Umidade ótima e densidade seca máxima

dicas sobre a compactação dos solosO engenheiro norte americano Proctor realizou experimentos sobre a compactação de aterros no ano de 1933. Ele verificou que, a densidade seca varia conforme a umidade do solo e a energia aplicada na compactação (proveniente de um equipamento mecânico, por exemplo).

Foi verificado também que, para umidades muito baixas, o solo não atinge uma compactação elevada, ao passo que, quando se aumenta a umidade, ocorre uma lubrificação entre as partículas que facilita a acomodação das mesmas entre si.

Porém, quando se aumenta a umidade acima de um certo valor, nota-se que a compactação não é mais eficiente e o solo atinge um estado chamado de “borrachudo”, quando, ao se passar o rolo compactador, a camada comprime e volta ao seu estado inicial. Este estado acontece, porque as bolhas de ar permanecem oclusas pela água, devido ao alto teor de umidade.

Concluiu-se então, que existe, para uma certa energia aplicada, uma umidade ótima e uma densidade seca máxima. Estes valores podem ser encontrados no ensaio de compactação.

Ensaio de Compactação

O ensaio de compactação tem como objetivo obter a curva gráfica que define o teor de umidade ótima e a densidade seca máxima. Estes valores servirão de base para a execução da compactação no campo.

Também chamado de Ensaio de Proctor, o mesmo é normatizado pela NBR-7182/86.

Existem três tipos de ensaio, o ensaio normal de compactação, o intermediário e o modificado.

Ensaio Normal de Compactação

O ensaio consiste em compactar uma amostra de solo em um cilindro com dimensões padronizadas através dos golpes de um soquete com dimensões e altura de queda padronizadas.

A amostra de solo a ser utilizada deve ser coletada do solo que será utilizado em campo. Inicia-se o ensaio, adicionando-se uma certa quantidade de água ao solo. Coloca-se uma porção de solo no cilindro e aplica-se 26 golpes do soquete. A compactação é feita em 3 camadas até o preenchimento do cilindro.

Com as medidas do cilindro conhecidas, determina-se a densidade a densidade específica do corpo de prova. Da mesma forma, com o auxílio de estufa, determina-se o valor da umidade. E por fim, obtém-se o valor da densidade seca máxima a partir dos dois valores anteriormente obtidos.

O processo é repetido cinco vezes, obtendo-se 5 pontos no gráfico umidade x densidade seca. A curva gerada pela interpolação destes pontos é a curva de compactação. Esta curva possui um ponto máximo que fornece os valores de umidade ótima e densidade seca máxima. A partir destes valores, pode-se realizar a compactação em campo.

A curva pode ser dividida em dois ramos: ramo seco (antes do ponto de umidade ótima) e ramo úmido (depois do ponto de umidade ótima).

Ensaio Intermediário de Compactação e Ensaio Modificado de Compactação

O fato de saber a altura de queda do soquete e a sua massa implica em saber a energia aplicada na compactação. Esta informação é muito importante para a execução em campo, já que, dependendo do equipamento utilizado e do número de passadas, a energia de compactação se altera.

O soquete empregado no ensaio de compactação normal visa representar a energia normal de compactação em campo. Porém, quando se precisa atingir graus de compactação ainda maiores, a energia pode ser alterada, aumentando-se o número de passadas do equipamento no campo.

Existem mais duas energias de compactação padronizadas, a intermediária e a modificada. A escala em ordem crescente destas energias é: normal, intermediária e modificada. A energia intermediária pode ser utilizada em camadas mais intermediárias de uma pavimentação por exemplo. Já a energia modificada pode ser utilizada em camadas mais superiores onde será aplicada uma tensão maior e portanto, necessita-se de uma resistência maior. Já a energia normal pode ser utilizada em camadas mais inferiores.

O ensaio de compactação intermediário nada mais é que o mesmo procedimento do ensaio normal, alterando o número de camadas para 5 e o cilindro para um modelo maior que o anterior.

O ensaio de compactação modificado utiliza o mesmo cilindro maior, as mesmas 5 camadas, porém o número de golpes do soquete passa a ser 55 golpes.

Desta forma, os ensaios buscam obter os valores de referência de umidade e densidade seca para serem utilizados em campo, de acordo com a energia que será aplicada pelos equipamentos mecânicos em campo.

O processo de Compactação dos solos no campo

A compactação dos solos em campo é executada através do espalhamento do solo em camadas de 15 a 20 cm. Cada camada é compactada, através do equipamento escolhido, com adição de água (irrigação) ou secagem (aeração), de forma a atingir a umidade ótima.

O tipo de solo irá ditar o equipamento a ser utilizado. Para solos argilosos, são utilizados rolos pé de carneiro, já para solos arenosos são recomendados rolos vibratórios. Os rolos pneumáticos podem ser utilizados para diversos tipos de solos.

O controle da compactação é feito através de um índice denominado grau de compactação (GC), que relaciona a densidade atingida em campo com a densidade atingida no ensaio. Este grau de compactação geralmente tem valor em torno de 95%.

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Forte abraço.

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Ribeiro, Daniela. Compactação dos solos: Processo executivo e dicas importantes. Engenharia Concreta, 2018. Disponível em: https://www.engenhariaconcreta.com/compactacao-dos-solos-processo-executivo/. Acesso em: 14 de dezembro de 2018.

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