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Compactao dos SolosCompactao dos Solos
Profa:AnnaKarinaC.Delgado
COMPACTAO DOS SOLOS
1. DefinioProcesso mecnico que visa reduzir o volume de vazios de ar e assim, aumentar a resistncia(geralmente acompanhado de acrscimo de densidade aparente) tornando-o mais estvel(geralmente acompanhado de acrscimo de densidade aparente), tornando o mais estvel.
Aumentar a capacidade de resistncia carga Evitar recalque e dano por congelamento2 Porque Compactar ? q p g Dar estabilidade Reduz infiltrao de gua, dilatao e contrao Reduz sedimentao do solo
2. Porque Compactar ?
3. O que Compactar ?
COMPACTAO DOS SOLOS
4. Compactao x Adensamento
Finalidade : Ambos os processos reduo de volume. Na compactao a reduo e expulso de ar dos vazios devido a ao mecnica. No adensamento a reduo e expulso da gua dos vazios devido sobrecarga.
Ad C Adensamento Compactao
Meio Expulso gua Expulso arTempo Lento Rpido
COMPACTAO DOS SOLOS
Criado por Raphy Proctor Ensaio dinmico parad i i l d C d C
5. Ensaio de Compactao
determinao experimental da Curva de Compactao. Parmetros definidos na Curva : d x w Curva definida considerando variao de energia adepender da situao a ser aplicada em campo.
P d i d l ABNT (NBR 7182/86) Padronizado pela ABNT (NBR 7182/86) Ensaio Proctor Normal P.N. Ensaio Proctor Intermedirio P.I. Ensaio Proctor Modificado P M Ensaio Proctor Modificado P.M.
Obs.: E gera tendncia disperso.
COMPACTAO DOS SOLOS
Curvas de Compactao de diferentes tipos de Solo compactados com a mesma Energia
6. Influncia da Energia de Compactao
compactados com a mesma EnergiaS argila < s silte < s areiaW argila > w silte > w areia
d
Curvas de Compactao para um dado Solo
1max,d
2maxd
d
p pcompactado com diferentes Energias
2max,d
3max,d
E gera d e wt
COMPACTAO DOS SOLOS
7. Realizao do Ensaio de Compactao
1 - Coleta do Material a ser Ensaiado
COMPACTAO DOS SOLOS
7. Realizao do Ensaio de Compactao
2 - Preparao da Amostra Secagem, quarteamento, destorroamento, Separao do materialp g , q , , p
3 - Determinao da umidade higroscpica
4 - Incorporao de umidade na amostra
COMPACTAO DOS SOLOS
5 - Realizando o Ensaio:
7. Realizao do Ensaio de Compactao
Compactao por Camadas Arrasamento da superfcieCompactao por Camadas Arrasamento da superfcie
R d tRemovendo a amostra
Pesando o conjunto Determinao da umidade
COMPACTAO DOS SOLOS
Clculo dos pesos especficos naturais de compactao:
8. Resultado do Ensaio de Compactao
onde:W peso do solo compactado no molde;V volume do molde; V
W
Clculo dos pesos especficos secos de compactao (eixo y do grfico):
onde:
100(%)1
d peso especfico natural de compactao;w teor de umidade (%)
Determinao do teor de umidade (w) Eixo x:
Determinao da Curva de Saturao
Determinao do teor de umidade (w) Eixo x:w = Pa
Psonde:Pa peso da gua;Ps peso do solo seco
Determinao da Curva de Saturao- Lugar geomtrico dos valores de w e d (solo saturado).- A curva de compactao total (S= 100%) nunca alcana acurva de saturao.
Os pontos da curva de saturao so obtidos pela equao:
onde: w peso especfico da gua;- Os pontos da curva de saturao so obtidos pela equao:
Gs
d 1
w peso especfico da gua;w teor de umidade (%)Gs densidade dos gros
COMPACTAO DOS SOLOS
Exemplo 1Os resultados dos ensaios de laboratrio do Proctor Modificado so fornecidos na tabela a seguir:
a) Determinar o peso especfico de compactao e o teor de umidade timo.
volume Pesodosolomidono Teordedomolde molde(Ps+Pm) umidade,w
cm3 (kg) (%)944 16,81 10944 17,84 12944 17,84 12944 18,41 14944 18,33 16944 17,84 18944 17,305 20
17,00
17,50
eco
16,00
16,50
soesp
ecficose
volumePesodosolomido
no Teorde Peso Peso
=W/Vd =
1+w%
15,00
15,50
0 5 10 15 20 25
Pes
%domolde molde(Ps+Pm) umidade,w
especficomido
especficoseco
cm3 (kg) (%) (kN/m3) d(kN/m3)944 16,81 10 17,81 16,19944 17,84 12 18,90 16,87
0 5 10 15 20 25w%
dmx= 17,15 kN/m3
wt= 14,4 %
944 18,41 14 19,50 17,11944 18,33 16 19,42 16,74944 17,84 18 18,90 16,02944 17,305 20 18,33 15,28
COMPACTAO DOS SOLOS
Exemplo 1
b) Calcular e traar o grfico de d versus o teor de umidade para os graus de saturao S=80%, 90% e 100%. Dado: Gs = 2,72
d = Gs * w 1 + Gs * w
S
volume Pesodosolomido Teorde Pesoespecfico d d ddomolde nomolde(Ps+Pm) umidade,w mido p/S=100% p/S=90% p/S=80%
cm3 (kg) (%) (kN/m3) (kN/m3) (kN/m3) (kN/m3)944 16,81 10 17,81 21,38 20,88 20,3944 17,84 12 18,90 20,51 19,96 19,32944 18,41 14 19,50 19,7 19,11 18,43944 18,33 16 19,42 18,95 18,33 17,61, , , , ,944 17,84 18 18,90 18,26 17,61 16,87944 17,305 20 18,33 17,61 16,95 16,19
22,0
19,0
20,0
21,0
icose
co
16,0
17,0
18,0
Pes
oes
pecfi
14,0
15,0
8 10 12 14 16 18 20 22w%
COMPACTAO DOS SOLOS
ExerccioConsiderar os dados de laboratrio a seguir. A partir destes, determinar a curva de compactao do material.
dimetro altura Peso do Peso do solo mido ld P ( ) P + P ( ) P + P ( )dimetro altura Pesodo Pesodosolomidodomolde domolde moldevazio nomolde(Ps+Pm)
cm cm (g) (g)molde01 15,24 17,78 6150 10660molde02 15,25 17,77 6180 11690molde 03 15,23 17,79 6200 12400
molde n cps Pc(g) Pc+Psw(g) Pc+Pss(g)1 a 21,3 51,3 501 b 22,5 32,5 32,031 c 16,8 26,8 26,42 d 14,52 29,52 28,1molde03 15,23 17,79 6200 12400
molde04 15,26 17,8 6300 13500molde05 15,22 17,77 6250 14500molde06 15,22 17,77 6150 14000
2 e 12,3 27,3 25,962 f 10,85 25,85 24,553 g 18,75 38,75 36,553 h 17,45 37,45 35,23 i 14 88 34 88 32 673 i 14,88 34,88 32,674 g 18,96 43,96 404 k 21,03 46,03 42,114 l 20,95 45,95 425 m 23,52 53,52 48
5 n 24,87 54,87 49,45 o 21,05 51,05 45,656 m 23,52 53,52 47,556 n 24,87 54,87 496 o 21,05 51,05 45,1
COMPACTAO DOS SOLOS
ExerccioConsiderar os dados de laboratrio a seguir. A partir destes, determinar a curva de compactao do material.
Determinao dos pesos especficosDeterminao dos pesos especficosdimetrodomolde alturadomolde Pesodomolde Pesodosolomidonomolde readomolde volumedomolde Pesoespecficonatural Pesoespecficoseco
cm cm (g) (Pm+Ps)(g) cm2 cm3 g/cm3 g/cm3
molde01 15,24 17,78 6150 10660molde02 15,25 17,77 6180 11690molde03 15,23 17,79 6200 12400molde04 15,26 17,8 6300 13500molde05 15,22 17,77 6250 14500molde06 15,22 17,77 6150 14000
Determinao dos teores de umidade +molde ncps Pc(g) Pc+Psw(g) Pc+Pss(g) Pa(g) Ps(g) w(%) w(%)mdia
1 a 21,3 51,3 501 b 22,5 32,5 32,031 c 16,8 26,8 26,42 d 14,52 29,52 28,12 e 12,3 27,3 25,962 f 10,85 25,85 24,553 g 18,75 38,75 36,553 h 17,45 37,45 35,23 i 14,88 34,88 32,67, , ,4 g 18,96 43,96 404 k 21,03 46,03 42,114 l 20,95 45,95 425 m 23,52 53,52 485 n 24 87 54 87 49 45 n 24,87 54,87 49,45 o 21,05 51,05 45,656 m 23,52 53,52 47,556 n 24,87 54,87 496 o 21,05 51,05 45,1
COMPACTAO DOS SOLOS
Lanamento de material;
9. Compactao em Campo Processo e Fatores intervenientes
Passagem de equipamentos carga mvel (amassamento, impacto ou vibrao) ou esttica.
Fatores influentes na compactao de campo:1 - Espessura das camadas2 - rea sobre a qual aplicada a presso3 I id d d li d l3 - Intensidade da presso aplicada ao solo4 - Tipo do rolo (densidade inicial, graduao do solo, umidade inicial);5 - Nmeros de passadas do rolo.6 Granulometria do solo6 Granulometria do solo7 Umidade do Solo; assim, consequentemente a temperatura8 Reutilizao do solo.
COMPACTAO DOS SOLOS
10. Tipos e Objetivos da Compactao em Campo
Esttica;
- Amassamento (Rolo p de carneiro) - Compresso (Rolo liso e pneumtico)
Obter as condies especificadas para o campo (d,) Obter um material cujo comportamento o desejado
i i
OBJETIVOS
Compresso (Rolo liso e pneumtico) Vibratria; Dinmica;
Resistncia Compressibilidade / deformabilidade Permeabilidade Inchamento / contrao
-Impacto-Vibratria
Vibro-esttica
Inchamento / contrao
Compactao Esttica Amassamento / Pisoteamento
COMPACTAO DOS SOLOS
Compactao Esttica Amassamento / Pisoteamento- baixa velocidade (4 km/h) baixa produtividade- compactao de baixo para cima- desnecessrio preparar superfcie para nova camada- sempre que possvel so substitudos por outros equipamentos de maior produo- adequado para solos argilosos
ROLO PDECARNEIRO
Compactao Esttica Rolo Liso
COMPACTAO DOS SOLOS
- baixa velocidade (4 km/h) baixa produtividade- Materiais granulares areia, pedregulho, brita- Base e subleito pequena superfcie contato
Compactao Esttica Rolo Liso
Base e subleito pequena superfcie contato- Mais apropriados para acabamento de camadas- Camadas pouco espessas (< 12/15 cm)
- Velocidade at 6 km/h
Compactao Esttica Rolo Pneumtico
- Materiais granulares e finos areia fina e silte- Capa asfltica, Base e Subbase- Camadas estreitas i.e. dimenses mais variveis
Compactador a PercussoCompactao Dinmica Impacto
COMPACTAO DOS SOLOS
Compactador a Percusso- Soquete Manual- Sapo
Placa vibratria
Compactao Dinmica Impacto
- Compactao em pequenasreas de solos granulares
Compactao Dinmica Vibratria- Rolos vibratrios so os mais utilizados atualmente;- Velocidade > 8 km/h- Camadas de pequena espessura (20 a 30 cm)- Presses mais elevadas
M i i l- Materiais granulares
Impact Roller Rolo de alto Impacto
COMPACTAO DOS SOLOS
Impact Roller - Rolo de alto Impacto
CompactadoresdeAltaPerformance
Grandes profundidades de ao; Nmero reduzido de passadas; Alta produtividade.
Rolos Vibratrios
p
Escolha do Rolo Compactador
COMPACTAO DOS SOLOS
Para cada tipo de Obra de Engenharia existe um mnimo a ser adotado t d G d C t E i por norma em termos de Grau de Compactao e Energia
CONTROLE DE COMPACTAO
Objetiva comprovar se as propriedades do solo compactado esto obedecendo aos padres dasespecificaes tcnicas.
11. Controle de Compactao
p
Procedimentos de fiscalizao:
1 Lanamento das camadas de acordo com a espessura especificada (no maiores que 30 cm)1. Lanamento das camadas de acordo com a espessura especificada (no maiores que 30 cm),2. Manuteno da umidade do solo prximo da tima - correo atravs de secagem ou irrigao;3. Homogeneizao das camadas a serem compactadas - uso de escarificadores e arados de disco;4. Passagem do equipamento de compactao Rolos p de carneiro e Compressor de pneus (Rolo Liso,
) t f i fi lipor ex) - at que a superfcie fique lisa.5. Quando no atingida a compactao desejada a camada ser revolvida, corrigida e recompactada.
O QUE CONTROLAR?Massa especfica,
id dUmidade ,Grau de compactao.
Controle da Massa Especfica:
CONTROLE DE COMPACTAO
- Escava-se o solo e se pesa o material retirado (P solo)- Com a amostra, determina-se a umidade do material / aterro (ha)- Mede-se o volume do furo com areia, cujo peso especfico (deenchimento da cava) previamente conhecido (Vcava)- Peso especfico mido do solo (ua) = Psolo / Vcava- Peso especfico seco (sa) = ua / (1+ ha)
Cilindro e Anis Biselado(ABNT/NBR 9813/87)
CONTROLE DE COMPACTAO
Controle de umidade
Speedy (DNER ME-088/94); Mtodo da Frigideira
Mt d d l l (DNER ME 088/94) Mtodo do lcool (DNER ME-088/94); Estufa; Forno microondas;
SpeedyMetdo do lcool
Estufa
Metdo do lcool
Mais indicado: Speedy (Campo)Estufa (Laboratrio)
Metdo da Frigideira
CONTROLE DE COMPACTAO
Ensaios Especiais
Densmetro Nuclear Deflectmetro Leve (LWD) Densmetro Nuclear Deflectmetro Leve (LWD)
Mede o peso especfico, o teor deumidade e o Grau de Compactao. Ensaio rpido e prtico (3 min por ponto) para se determinar
parmetros de deformao do solo, especialmente, o mdulode resilincia e a deflexo recupervel da camada de solo.
CONTROLE DE COMPACTAO
Grau de Compactao (GC)
OBS : Conceitualmente seria mais correto empregar o ndice de Compacidade (IC)