Compactação de Solos e Compacidade das Areias - Conceitos e Aplicações na Engenharia Civil

MECÂNICA DOS SOLOS IFMG SANTA LUZIA CURSO ENG CIVIL 2020 COMPACIDADE DAS AREIAS Estado em que um material granular se encontra diretamente proporcional ao seu índice de vazios COMPACIDADE DAS AREIAS Se uma areia pura no estado seco fosse cuidadosamente colocada em um recipiente com o auxílio de um funil com pequena altura de queda ela estaria no estado mais fofo possível então seu índice de vazios seria máximo COMPACIDADE DAS AREIAS Se mesma areia pura no estado seco fosse colocada em vibração ela estaria no estado mais compacto possível então seu índice de vazios seria mínimo COMPACIDADE DAS AREIAS O estado de compacidade depende da granulometria e da forma dos grãos das areias EXEMPLOS Quem está mais compacta quando a e 065 b e 050 c e 085 COMPACIDADE DAS AREIAS O estado de compacidade é medido em um determinado material granular desta forma COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Definição Densificação de um solo por meio de equipamento mecânico Redução de vazios Redução da permeabilidade Aumento da densidade Aumento da resistência Aumento da rigidez De onde vem estes problema que ocorrem nas edificações EXEMPLOS Emprego da compactação em edificações COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Como proceder ao grau certo de compactação Primeiro é preciso entender o processo de compactação do solo Solo nãocompactado Pouca Umidade O ar acaba saindo com mais facilidade canalículos de ar Solo compactado Muita Umidade O ar acaba ficando envolto por água Vazios com água e bolhas de ar COMPACTAÇÃO DOS SOLOS O que é a compactação em termos científicos É uma energia aplicada em um solo num certo teor de umidade que corresponde a uma massa específica seca deste solo COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Os resultados de uma análise de solo quanto à compactação é dada a seguir 14 16 18 20 22 24 26 13 14 15 16 17 18 γdmax Wot W γdkNm³ COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Ensaio de Compactação Proctor Normal O ensaio conhecido como Proctor Normal AASHTO Standard consiste em compactar uma amostra dentro de um recipiente cilíndrico com aproximadamente 1000 cm³ em três camadas sucessivas sob a ação de 26 golpes de um soquete pesando 25 kg caindo de 30 cm de altura O ensaio é repetido para diferentes teores de umidade determinandose para cada um deles o peso específico aparente seco Com os valores obtidos traçase a curva γd versus w COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Ensaio de Compactação Proctor Normal Papel filtro 1ª CAMADA COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1ª CAMADA Papel filtro 2ª CAMADA escarificação COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 2ª CAMADA escarificação 3ª CAMADA COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Ensaio de Compactação Proctor Normal 1Amostra já preparada de acordo com NBR 6457 2Obtêmse de antemão a massa do cilindro 3 Umedeça o solo gradativamente em uma bandeja até uma textura 5 abaixo da umidade ótima presumível e revolvao até textura homogênea 4 Executar o ensaio 5 Após pesar o conjunto solomolde retirar amostra para determinar a umidade EXEMPLOS Uma amostra de solo argiloso com areia fina a ser usada num aterro foi submetida ao Ensaio Proctor Normal NA tabela Abaixo estão as massas dos CPs num cilíndro de 10 dm³ Na tabela estão as umidade que foram atribuídas ao solo no ensaio A massa específica do sólidos deste solo foi de 265 gcm³ Ensaio 1 2 3 4 5 Massa CP Kg 174 8 1817 1874 1896 1874 W 177 3 1979 2159 2363 2575 EXEMPLOS Uma amostra de solo argiloso foi submetida ao ensaio de compactação e se obteve os seguintes dados Encontrar a umidade ótima e o Peso específico seco máximo COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Grau de compactação dos Solos GC γd campo γdmáx lab x 100 Explica o quão compactado está um solo em relação ao máximo estado de densificação obtido em laboratório COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Energia de Compactação COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Ensaio de Compactação Proctor Normal Energia de Compactação Chamase energia ou esforço de compactação Ec o trabalho realizado executado durante o processo de compactação de uma amostra de solo de volume final V Considere um soquete de peso P caindo n vezes de uma altura H sobre a amostra de solo COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Exercício A partir dos dados do exercício anterior estabelecer a energia de compactação utilizada no ensaio e estabelecer os critérios de compactação sobre a faixa de umidade de 2 GC95 valores típicos para obras correntes COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Exercício Com o solo do exercício anterior se pretende realizar um aterro de 15 m³ em 5 camadas de 20cm utilizando um soquete de 15kg Estabeleça uma rotina de trabalho na compactação que reproduza a mesma energia de compactação do ensaio Proctor Normal COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Para compactações em campo A quantidade de solo necessária para preencher um determinado volume de aterro deve conter em estado fofo 30 a mais em volume Ex Aterro de 8m³ para preencher Logo preciso de 105m³ de material de empréstimo COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Para compactações em campo COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Para compactações em campo Não existe relação direta em dados de laboratório e de campo Entretanto para saber se o solo compactado atingiu o grau de compactação exigido podemos em campo determinar o peso específico seco e a umidade do solo no corpo do aterro COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Controle de Compactação Determinação da umidade em campo Método do Álcool Frigideira DNER ME 08894 Não indicado para solos orgânicos e para argilas que possuem água cristalizada em sua estrutura COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Controle de Compactação Determinação da umidade em campo Speedy Moisture Test DNER 5294 Reação entre carbureto de cálcio com água gerando o composto acetileno CaC2s 2H2Ol CaOH2aq C2H2g COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Controle de Compactação Determinação da umidade Speedy Moisture Test DNER 5294 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Speedy Moisture Test DNER 5294 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Controle de Compactação Determinação do peso específico aparente do solo Método do Frasco de Areia Composto por uma areia Uniforme seca e lavada preferência de grãos arredondados COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Controle de Compactação Determinação do peso específico aparente do solo Fases do Método do Frasco de Areia Determinação do peso de areia retido no funil Determinação do peso específico aparente da areia Determinação do peso específico do solo in situ COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Controle de Compactação Determinação do peso específico aparente do solo COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Controle de Compactação Determinação do peso específico aparente do solo COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Controle de Compactação Determinação do peso específico aparente do solo Peso específico aparente do solo in situ Verificar a DNER 09294