COMPACTAÇÃO DO SOLO

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COMPACTAÇÃO DO SOLO
PROF.ª ANDRESSA ANGELIN
Por que é tão importante o 
conhecimento sobre a compactação de 
um solo?
 a compactação dos solos tem uma grande importância para as obras geotécnicas,
já que por meio dessa técnica é possível fornecer ao solo um aumento de sua
resistência e uma diminuição de sua compressibilidade e permeabilidade.
 a compactação pode ser feita mecanicamente por meio de rolos compactadores,
por exemplo, ou mesmo manualmente, com soquetes manuais.
 podemos dizer que o principal objetivo da compactação seria a redução da compressibilidade, da 
variação volumétrica por umedecimento e secagem, da permeabilidade e da absorção de água.
 quando um solo é retirado do seu local de origem, transportado e depositado para a construção
de um aterro, ele tem seu estado alterado (solo fofo e heterogêneo). Além de pouco resistente e
muito deformável, apresenta comportamento diferente de local para local. A compactação é uma
técnica que busca o melhoramento do solo em sua nova condição.
“A densidade que o solo apresenta após a compactação, realizada com uma determinada
energia, depende da umidade do solo naquele instante” Ralph Proctor (1933).
• a massa específica de um solo compactado é dependente fundamentalmente da energia
dispendida e do teor de umidade do solo.
 ensaios para a determinação da compactação → campo e laboratório.
 correlações entre:
 massa específica aparente seca (ρd),
 umidade (w) e,
 energia que será empregada na compactação.
 umidade ótima necessária para compactação para uma dada energia.
• ENSAIO NORMAL DE COMPACTAÇÃO (PROCTOR)
• obtemos a massa específica e o teor de umidade do solo.
• ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA
• indica a expansão e a perda de resistência do solo com a saturação.
 em campo, a compactação por impacto é amplamente utilizada. Podemos
exemplificar, ao observar os equipamentos, que normalmente são utilizados
nas obras, tais como rolos compressores (liso, vibratório, pneumático, pé-de-
carneiro, combinados e especiais com grade e placas) e compactadores de
impacto/vibratórios, queda livre de grandes pesos e vibroflotação.
ETAPAS DA COMPACTAÇÃO EM CAMPO
 quando executamos a compactação no solo, são
utilizadas diversas condições de umidade em função
de uma determinada energia de compactação.
 quando executamos a compactação no solo, são
utilizadas diversas condições de umidade em função
de uma determinada energia de compactação.
 a curva de compactação apresenta a variação dos
pesos específicos ou mesmo da massa específica,
ambos secos, em função do teor de umidade (w).
 para uma massa específica seca máxima existe uma umidade
ótima.
 para cada solo, sob uma dada energia de compactação, existe
uma umidade ótima e uma massa específica seca máxima.
 antes desse ponto, temos o ramo seco (parte crescente) e o
ramo úmido (parte decrescente).
• o comportamento do solo, indicado na curva de compactação,
pode ser explicado considerando que à medida que cresce o
teor de umidade, até certo valor (w ótimo), o solo se torna mais
“trabalhável”, resultando em massas e pesos específicos
maiores e teores de ar no solo menores.
 para um baixo teor de umidade, o atrito entre partículas é
alto, dificultando a compactação. Quando ocorre o aumento
no teor de umidade, há um efeito de lubrificação entre as
partículas, aumentando a compactação enquanto a saída de
ar é facilitada.
 após certo teor de umidade próximo à saturação (w ótimo),
a compactação não consegue mais expulsar o ar dos vazios.
Assim, a maior quantidade de água presente resulta em
redução da massa específica do solo.
 um solo é considerado com grau de compactação (Gc)
100%, quando:
 energia de compactação (E) é o esforço de compactação de um trabalho
executado, por uma unidade de volume de solo após compactação. Ela pode ser
determinada pela expressão: E = P x h x N x n/V, onde E corresponde à energia de
compactação (por volume, representado por V), P é o peso do soquete, h
representa a altura de queda do soquete e N e n são o número de golpes por
camada e o número de camadas, respectivamente.
 podemos observar a influência da energia de compactação nos parâmetros físicos dos solos:
• a medida que a energia vai aumentando, a massa
específica seca do solo também aumenta, com a redução
do teor de umidade. Além da energia, as características
dos solos na eficiência da compactação são fundamentais.
 podemos exemplificar essa variação da massa específica pelo teor
de umidade, para uma dada energia, ensaiando diferentes solos.
SOLO Wótima (%) γdsmáx (kN/m³)
ARGILOSO 25 a 30 14 a 15
SILTOSO Curvas abatidas e baixos valores de 
AREIAS BEM GRADUADAS COM PEDREGULHOS 9 a 10 20 a 21
AREIAS FINAS ARGILOSAS LATERÍTICAS 12 a 14 19
 assim, podemos esperar que, por exemplo, as areias puras sejam totalmente ineficientes à
compactação, porém solos arenosos com uma pequena porcentagem de argila respondam bem.
 no caso de argilas muito plásticas, a tentativa do uso do rolo compressor não permite que ocorra
uma compactação eficiente, pois o solo se comporta analogamente como uma “massa de pão”.
 se tivermos em nosso solo a presença de matéria orgânica, haverá redução da massa específica
seca máxima na compactação e ao mesmo tempo aumento da compressibilidade do solo, muito
prejudicial para obras como aterros e fundações, por exemplo. Neste caso, se a fração for inferior
a 10%, a massa específica seca diminuirá consideravelmente. Da mesma forma, o teor de
umidade ótima aumentará com o aumento da matéria orgânica.
• os soquetes são equipamentos compactos
utilizados em locais de difícil acesso a outros
equipamentos, podendo ser manuais ou
mecânicos. Algumas limitações dos soquetes
estão relacionadas às camadas compactadas. Elas
devem ter de 10 a 15 cm para solos finos e 15 cm
para solos grossos.
 os rolos pé-de-carneiros são adequados para camadas com
15 cm de espessura e um número de passadas que varia de
4 a 6 (solos finos) e de 6 a 8 (solos grossos), sendo muito
indicados para solos não arenosos, promovendo um maior
entrosamento entre as camadas pós-compactação.
 são equipamentos robustos compostos por cilindros
metálicos com protuberâncias, em formato troncal cônico,
com 20 cm de altura. A eficácia em sua utilização está
relacionada com a pressão e a área de contato de cada pé,
com o peso do rolo, o número de pés por tambor que estão
em contato com o solo.
 os rolos lisos são indicados para camadas com espessura
entre 5 e 15 cm, com 4 a 5 passadas, sendo muito indicados
em base de estradas, capeamentos, onde os solos sejam
arenosos, pedregulhosos ou compostos por agregados
graúdos.
 trata-se de um cilindro oco de aço, preenchido ou não por
areia umedecida ou água, objetivando aumentar a pressão.
Em solos finos, o peso do rolo varia em função da baixa ou da
alta plasticidade. Assim, em solos de baixa plasticidade são
usados rolos de 7 ton. e para alta, rolos de 10 ton.
 quanto à sua utilização, ele apresenta pequena área de
contato (devido às dimensões do rolo e às partes que tocam
o solo) e, em solos muito moles, ele afunda, dificultando a
tração do equipamento, sendo esta uma desvantagem.
 já os rolos pneumáticos são muito indicados para
compactação de solos finos a arenosos, bem
como capas asfálticas, bases e sub-bases de
estradas. Recomendados para camadas com 40
cm de espessura, sua eficiência na compactação
está relacionada com a área de contato, pressão
dos pneus e peso do equipamento.
 cabe ressaltar que pesos muito elevados podem
causar rupturas no solo.
 por fim, temos os rolos vibratórios, cuja
compactação do solo é consequência da
vibração do equipamento, sendo eficientes em
solos arenosos (camadas de até 15 cm) e,
desta forma, com grande vantagem sobre os
rolos pé-de-carneiro e pneumáticos. A
frequência de vibração possui um efeito
singular no processo de compactação, todavia
o uso incorretocausa a supercompactação.
 siltes e argilas → rolos pé-de-carneiro.
 solos granulares → rolos lisos vibratórios.
 mistura de solos → rolo pé-de-carneiro vibratório.
 na dúvida de qual equipamento usar, recomendam-se rolos pneumáticos
pesados, com grande diâmetro e largura, para qualquer tipo de solo.
 CONTROLE DA COMPACTAÇÃO: para que ele ocorra de forma adequada, alguns aspectos devem
ser considerados, como:
(i) o tipo de solo,
(ii) a espessura da camada,
(iii) o entrosamento entre as camadas,
(iv) o número de passadas,
(v) o tipo de equipamento,
(vi) a umidade do solo em campo e
(vii) o grau de compactação atingido.
CUIDADOS EM UMA COMPACTAÇÃO
ETAPAS NA COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS
• CBR: medir a resistência à penetração dos solos a partir da capacidade de suporte das bases compactadas.
• Leitura complementar sobre o ensaio CBR: páginas 139 – 141
• Próxima aula (03/10): Prova #1