Compactacao de Solos - Exercicios e Tecnicas de Compactacao em Campo

Geotecnia 1 Aula 05 02 Prof Dr Petrucio Santos Junior Compactação dos solos Exercícios e CBR Aula anterior Compactação de solos Ensaio de compactação Proctor Técnicas e equipamentos de compactação no campo Controle de compactação Exercícios sobre compactação Compactação de solos Por definição o peso específico aparente do solo é a relação entre o peso total do solo e o volume total do solo quando a umidade do solo é diferente de zero Em campo podemos determinar o peso específico aparente do solo através do frasco de areia Compactação de solos 1Determine uma quantidade de amostra de acordo com a umidade estimada 2Coloque a amostra na câmara do aparelho Speedy 3Introduzam na câmara do aparelho duas esferas de aço 4Cubra as esferas com a amostra 5Introduza na câmara do aparelho a ampola de carbureto de cálcio deixando deslizar com cuidado pelas paredes da câmara a fim de evitar que se quebre 6Feche o aparelho vedando adequadamente de acordo com o modelo do aparelho 7Agite o aparelho repetidas vezes para que a ampola se quebre algo que você vai perceber quando começar a surgir pressão acusada no manômetro 8O gás acetileno gerado pela reação entre o carbureto de cálcio e a água da amostra ao se expandir gera pressão proporcional à quantidade de água existente na amostra 9 Você lê a pressão e registra após essa pressão se manter constante o ponteiro não se move 10Caso a leitura seja inferior a 02 Kgcm² o ensaio deverá ser repetido Com amostra imediatamente superior àquela que foi usada e se a leitura for maior que 15 Kgcm² repetese o ensaio com uma massa imediatamente inferior Compactação de solos CaC2 2H2O C2H2 CaOH2 carbureto de cálcio água acetileno e hidróxido de cálcio DNERME 05294 Solos e agregados miúdos determinação da umidade com emprego do Speedy Speedy moisture tester 1 Iniciar o aterro nas cotas mais baixas em camadas horizontais 2 Prever caimento lateral para rápido escoamento de água de chuva 3 Escalonar ou zonear praças de trabalho onde as três etapas do trabalho de aterro não se atrapalhem enquanto em uma praça é feito o descarregamento de material em outra está sendo espalhado na espessura prevista para compactação outra está sendo compactada Não significa que haja apenas três praças outras podem estar já com seu grau de compactação aprovado pela fiscalização sendo gradeadas para execução da próxima camada ou terem repetições como alternativa para algum acúmulo momentâneo de equipamentos ou de serviços Imprevistos podem ocorrer tais como uma máquina que quebra chuva imprevista etc para isso devem existir ações alternativas para as quais os encarregados estejam previamente treinados 4 A situação mais sensível à um chuva é quando o material está espalhado e pulverizado antes da compactação pois uma pancada de chuva poderia transformálo num mar de lama Na possibilidade desta ocorrência a camada deverá ser SELADA isto é ser rapidamente compactada com rolos lisos ou equipamento de pneus para que seu topo seja adensado e tornado impermeável Uma vez que a camada já possui um caimento a água de chuva escorre sem penetrar na camada e a secagem posterior é rápida por escarificação e gradeamento Caso contrário a camada encharcada deverá ser totalmente removida para botafora antes que os serviços prossigam 5 Durante a execução do aterro as bordas devem ser mantidas mais altas o que aumenta a segurança Isto parece contradizer o exposto nos itens 2 e 4 mas tais bordas podem ser rapidamente removidas com tratores e motoniveladoras Essas beiradas sempre devem ser removidas ao final da jornada de trabalho 6 Os trajetos dos equipamentos de transporte sobre o aterro devem permitir uma descarga segura e boa compactação com o mínimo de resistência ao rolamento que poderia provocar a paralisação de uma unidade transportadora Assim esses trajetos devem ser continuamente reajustados de modo a nunca passarem por uma praça de compactação ou espalhamento por exemplo 7 Os taludes dos aterros principalmente os de grande altura geralmente ficam mal compactados pois os rolos compactadores não atuam bem nas beiradas ou estas recebem menos passadas Fica então uma faixa lateral mal compactada de 30 a 50 cm que poderia produzir uma superfície de escorregamento com consequente ruptura Embora seja um serviço difícil é preciso compactar a superfície da saia de aterro após o acerto final Isto pode ser conseguido com pequenos rolos compactadores tracionados por guincho acoplado à tratores Uma alternativa mais eficiente do ponto de vista de resistência é o avanço do aterro com posterior raspagem ou corte da superfície excedente Compactação de solos CBR California Bearing Ratio ISC Índice de suporte California Este ensaio de grande valor na técnica rodoviária é a base do conhecido método de dimensionamento de pavimentos flexíveis introduzido por Porter em 1929 e ainda hoje muito utilizado O ensaio CBR tem como objetivo estimar a resistência de um solo compactado para sua utilização em bases subbases e subleitos de pavimentos Compactação de solos Compactação de solos CBR Como verificar a resistência do material Através da sua resistência a penetração de um pistão em um corpo de prova selecionado em uma amostra de material Compactação de solos CBR Fazse uma comparação entre uma resistência a penetração calculada e a padrão 𝑪𝑩𝑹 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒔ã𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒂𝒄𝒐𝒓𝒓𝒊𝒈𝒊𝒅𝒂 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒔ã𝒐 𝒑𝒂𝒅𝒓ã𝒐 𝟏𝟎𝟎 Compactação de solos CBR Correlação do CBR com outros classificadores As tabelas ao lado mostram respectivamente correlações entre o CBR e a Classificação de solos da HRB e do CBR e a classificação Unificada de Solos Em ambas notase claramente a influência dos solos granulares na obtenção de valores elevados do CBR inversamente os solos finos siltes e argilas oferecem os valores mais baixos da escala valores esses que pela influência de matéria orgânica chegam aos mínimos Classificação HRB CBR estimado A1a 40 a 80 ou mais A1b 20 a 80 ou mais A24 e A25 25 a 80 ou mais A26 e A27 12 a 30 A3 15 a 40 A4 4 a 25 A5 2 ou menos a 10 A6 e A7 2 ou menos a 5 Classificação Unificada CBR estimado GW 40 a 80 ou mais GP 30 a 60 ou mais GM 20 a 60 ou mais GC e SW 20 a 40 SP e SM 10 a 40 SC 5 a 20 ML CL e CH 2 ou menos a 15 MH 2 ou menos a 5 OL e OH 2 ou menos a 5 Ensaio CBR httpswwwyoutubecomwatchvprIqIBMKLUt505s Compactação de solos CBR California Bearing Ratio ISC Índice de suporte California Este ensaio de grande valor na técnica rodoviária é a base do conhecido método de dimensionamento de pavimentos flexíveis introduzido por Porter em 1929 e ainda hoje muito utilizado O ensaio CBR tem como objetivo estimar a resistência de um solo compactado para sua utilização em bases subbases e subleitos de pavimentos Exercício 5 Um solo foi compactado no lado úmido com um teor de umidade de 15 obtendose um peso específico de 205 kNm³ A densidade relativa do grão também é conhecida como 270 Após a compactação do solo o teor de umidade diminuiu 3 e com as chuvas atingiu 100 de saturação Determinar a Peso específico saturado do solo devido ao efeito das chuvas b O peso específico seco que o solo teria atingido se o teor de umidade tivesse sido mantido e o peso específico seco teórico quando o solo estivesse 100 saturado Exercício 5 Um solo foi compactado no lado úmido com um teor de umidade de 15 obtendose um peso específico de 205 kNm³ A densidade relativa do grão também é conhecida como 270 Após a compactação do solo o teor de umidade diminuiu 3 e com as chuvas atingiu 100 de saturação Determinar a Peso específico saturado do solo devido ao efeito das chuvas b O peso específico seco que o solo teria atingido se o teor de umidade tivesse sido mantido e o peso específico seco teórico quando o solo estivesse 100 saturado 𝛾 𝑃 𝑉 𝑃 𝑃𝑠 𝑃𝑤 𝑃𝑠 𝛾𝑠𝑉𝑠 𝑃𝑤 𝑤 𝑃𝑠 𝑉 𝑉𝑠 𝑉𝑣 𝑉𝑣 𝑉𝑤 𝑆𝑟 𝑉𝑤 𝑃𝑤 𝛾𝑤 𝑤 𝑃𝑠 𝛾𝑤 𝛿 𝛾𝑠 𝛾𝑤 𝛾𝑠 𝑃𝑠 𝑉𝑠 𝛾𝑠 𝛿 𝛾𝑤 𝑃𝑠 𝑉𝑠 𝛿 𝛾𝑤 𝑃𝑠 𝛿 𝛾𝑤 𝑉𝑠 𝑉𝑤 𝑃𝑤 𝛾𝑤 𝑤 𝑃𝑠 𝛾𝑤 𝑤 𝛿 𝛾𝑤 𝑉𝑠 𝛾𝑤 𝑤 𝛿 𝑉𝑠 𝑉𝑣 𝑉𝑤 𝑆𝑟 𝑤 𝛿 𝑉𝑠 𝑆𝑟 Exercício 5 Um solo foi compactado no lado úmido com um teor de umidade de 15 obtendose um peso específico de 205 kNm³ A densidade relativa do grão também é conhecida como 270 Após a compactação do solo o teor de umidade diminuiu 3 e com as chuvas atingiu 100 de saturação Determinar a Peso específico saturado do solo devido ao efeito das chuvas b O peso específico seco que o solo teria atingido se o teor de umidade tivesse sido mantido e o peso específico seco teórico quando o solo estivesse 100 saturado 𝛾 𝑃 𝑉 𝑃𝑠 𝑃𝑤 𝑉𝑠 𝑉𝑣 𝛿 𝛾𝑤 𝑉𝑠 𝛿 𝛾𝑤 𝑉𝑠 𝑤 𝑉𝑠 𝑤 𝛿 𝑉𝑠 𝑆𝑟 𝑉𝑠 𝛿 𝛾𝑤 𝛿 𝛾𝑤 𝑤 𝑉𝑠 1 𝑤 𝛿 𝑆𝑟 1 𝑤 𝛿 𝛾𝑤 1 𝑤 𝛿 𝑆𝑟 𝛾 1 𝑤 𝛿 𝛾𝑤 1 𝑤 𝛿 𝑆𝑟 𝛾𝑠𝑎𝑡 1 𝑤 𝛿 𝛾𝑤 1 𝑤 𝛿 𝛾𝑠𝑎𝑡 1 𝑤 𝛿 𝛾𝑤 1 𝑤 𝛿 1 012 27981 1 01227 2240 𝑘𝑁𝑚³ Exercício 5 Um solo foi compactado no lado úmido com um teor de umidade de 15 obtendose um peso específico de 205 kNm³ A densidade relativa do grão também é conhecida como 270 Após a compactação do solo o teor de umidade diminuiu 3 e com as chuvas atingiu 100 de saturação Determinar a Peso específico saturado do solo devido ao efeito das chuvas b O peso específico seco que o solo teria atingido se o teor de umidade tivesse sido mantido e o peso específico seco teórico quando o solo estivesse 100 saturado 𝛾𝑑 𝛾 1 𝑤 205 1 015 1783 𝑘𝑁𝑚³ Calculando o peso específico seco para a umidade inicial Calculando o peso específico seco teórico para Sr 100 𝑉 𝑉𝑠 𝑉𝑣 𝑆𝑟 𝑉𝑤 𝑉𝑣 𝑉𝑣 𝑉𝑤 𝑆𝑟 𝛾𝑤 𝑃𝑤 𝑉𝑤 𝑉𝑤 𝑃𝑤 𝛾𝑤 𝑉𝑣 𝑃𝑤 𝛾𝑤 𝑆𝑟 𝑤 𝑃𝑠 𝛾𝑤 𝑆𝑟 𝑤 𝑃𝑤 𝑃𝑠 𝑃𝑤 𝑤 𝑃𝑠 𝑉 𝑉𝑠 𝑤 𝑃𝑠 𝛾𝑤 𝑆𝑟 𝛾𝑑 𝑃𝑠 𝑉 𝑉 𝑃𝑠 𝛾𝑑 𝛾𝑠 𝑃𝑠 𝑉𝑠 𝑉𝑠 𝑃𝑠 𝛾𝑠 𝑃𝑠 𝛾𝑑 𝑃𝑠 𝛾𝑠 𝑤 𝑃𝑠 𝛾𝑤 𝑆𝑟 1 𝛾𝑑 1 𝛾𝑠 𝑤 𝛾𝑤 𝑆𝑟 𝛿 𝛾𝑠 𝛾𝑤 𝛾𝑠 𝛿 𝛾𝑤 1 𝛾𝑑 1 𝛿 𝛾𝑤 𝑤 𝛾𝑤 𝑆𝑟 1 𝛾𝑤 1 𝛿 𝑤 𝑆𝑟 Exercício 5 Um solo foi compactado no lado úmido com um teor de umidade de 15 obtendose um peso específico de 205 kNm³ A densidade relativa do grão também é conhecida como 270 Após a compactação do solo o teor de umidade diminuiu 3 e com as chuvas atingiu 100 de saturação Determinar a Peso específico saturado do solo devido ao efeito das chuvas b O peso específico seco que o solo teria atingido se o teor de umidade tivesse sido mantido e o peso específico seco teórico quando o solo estivesse 100 saturado 𝛾𝑑 𝛾 1 𝑤 205 1 015 1783 𝑘𝑁𝑚³ Calculando o peso específico seco para a umidade inicial Calculando o peso específico seco teórico para Sr 100 1 𝛾𝑑 1 𝛿 𝛾𝑤 𝑤 𝛾𝑤 𝑆𝑟 1 𝛾𝑤 1 𝛿 𝑤 𝑆𝑟 1 𝛾𝑤 𝑆𝑟 𝛿 𝑤 𝛿 𝑆𝑟 𝛾𝑑 𝛾𝑤 𝛿 𝑆𝑟 𝑆𝑟 𝛿 𝑤 𝛾𝑤 𝛿 1 𝛿 𝑤 𝑆𝑟 𝛾𝑑 𝛾𝑤 𝛿 1 𝛿 𝑤 𝑆𝑟 𝑆𝑟 100 𝛾𝑑 𝛾𝑤 1 𝛿 𝑤 𝛾𝑑 𝛾𝑤 𝛿 1 𝛿 𝑤 𝛾𝑑 𝛾𝑤 1 𝛿 𝑤 981 1 27 012 20 𝑘𝑁𝑚³ Prioriza a sustentabilidade Tratamento Benefícios econômicos Tratamento Benefícios ambientais Resiste e atua contra o avanço da erosão Aumenta a resistência à erosão pela ação combinada de um melhor material e a técnica adequada O solo estabilizado tornase impermeável e apresenta atuação eficaz contra o ataque provocado pela água Aumenta a resistência dos solos Pouca manutenção Capacidade de melhor suporte reduz a necessidade de recalçamento e prolonga a vida útil da obra Aumenta a capacidade de suporte dos solos Melhor firmeza maior capacidade portante e aumento na rigidez Reduz a poluição visual e sonora Reduz custo de manutenção do grupo viário Meio ambiente conservado