Ensaio de Compactação de Solo em Campinas
Laboratório especializado em ensaios de compactação de solo, análise granulométrica, índices físicos e CBR. Atendemos Campinas e região com laudos técnicos em até 7 dias úteis.
Laboratório especializado em ensaios de compactação de solo, análise granulométrica, índices físicos e CBR. Atendemos Campinas e região com laudos técnicos em até 7 dias úteis.
Oferecemos uma gama completa de ensaios laboratoriais para caracterização e análise de solos, seguindo rigorosamente as normas técnicas brasileiras NBR.
NBR 7181/2016/2017
Determinação da distribuição granulométrica dos solos através de peneiramento, fundamental para classificação e caracterização do material.
NBR 6459/2016/2017
Determinação do teor de umidade limite entre os estados líquido e plástico do solo, essencial para classificação geotécnica.
NBR 7180/2016/2017
Determinação do teor de umidade limite entre os estados plástico e semi-sólido, complementando a caracterização dos índices físicos.
NBR 7182/2016
Determinação da relação entre teor de umidade e massa específica seca do solo compactado com energia de compactação normal.
NBR 9895/2016
Determinação do Índice de Suporte Califórnia, fundamental para dimensionamento de pavimentos e aterros.
Relatório Completo
Elaboração de laudo técnico completo com interpretação dos resultados e recomendações técnicas para o projeto.
Conheça em detalhes cada ensaio que compõe nosso pacote completo de análise de compactação de solo, suas aplicações, metodologias e normatização técnica.
A análise granulométrica por peneiramento é um ensaio fundamental na caracterização de solos, tendo como objetivo principal determinar a distribuição quantitativa dos tamanhos dos grãos que compõem uma amostra de solo. Este ensaio é essencial para a classificação geotécnica dos solos e constitui a base para diversos outros estudos e projetos de engenharia.
O ensaio é aplicado em praticamente todos os projetos de engenharia civil e geotécnica, incluindo fundações, pavimentação, obras de terra, barragens, aterros sanitários, drenagem e estabilização de taludes. A granulometria do solo influencia diretamente suas propriedades mecânicas, hidráulicas e de compactação.
O ensaio segue rigorosamente os procedimentos estabelecidos pela NBR 7181/2016/2017, que define o método para determinação da análise granulométrica. O processo inicia-se com a preparação da amostra, que deve ser representativa do material a ser analisado. A amostra é seca em estufa a 105°C até massa constante, sendo posteriormente desagregada cuidadosamente para evitar a quebra dos grãos.
O peneiramento é realizado utilizando-se uma série padronizada de peneiras com aberturas específicas, dispostas em ordem decrescente de abertura. As peneiras utilizadas seguem a série normal da ABNT, incluindo as seguintes aberturas: 4,8mm (nº 4), 2,0mm (nº 10), 1,2mm (nº 16), 0,6mm (nº 30), 0,3mm (nº 50), 0,15mm (nº 100) e 0,075mm (nº 200).
Durante o processo de peneiramento, a amostra é submetida a movimentos vibratórios controlados por um período determinado, garantindo que todos os grãos tenham oportunidade de passar pelas aberturas adequadas. O material retido em cada peneira é pesado com precisão, permitindo calcular a porcentagem de material em cada fração granulométrica.
Os resultados da análise granulométrica são apresentados na forma de uma curva granulométrica, plotada em papel semi-logarítmico, onde o eixo das abscissas representa os diâmetros dos grãos (escala logarítmica) e o eixo das ordenadas representa a porcentagem passante (escala aritmética). Esta curva fornece informações valiosas sobre a distribuição dos tamanhos dos grãos.
A partir da curva granulométrica, podem ser determinados importantes parâmetros geotécnicos, como o coeficiente de uniformidade (Cu) e o coeficiente de curvatura (Cc), que caracterizam a uniformidade e a forma da distribuição granulométrica. Estes parâmetros são essenciais para a classificação do solo segundo o Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS).
A análise granulométrica é fundamental para determinar a adequabilidade do solo para diferentes usos em engenharia. Por exemplo, em pavimentação, a granulometria adequada garante uma boa distribuição de tensões e estabilidade estrutural. Em fundações, permite avaliar a capacidade de carga e o comportamento de recalques. Em obras de terra, como aterros e barragens, é essencial para garantir a estabilidade e a impermeabilidade.
Além disso, a granulometria influencia diretamente a permeabilidade do solo, sendo crucial para projetos de drenagem e sistemas de infiltração. Solos bem graduados tendem a ter menor permeabilidade devido ao melhor entrosamento entre os grãos, enquanto solos uniformes podem apresentar maior permeabilidade.
O limite de liquidez é definido como o teor de umidade expresso em porcentagem, correspondente à fronteira entre o estado líquido e o estado plástico do solo. Este conceito foi desenvolvido por Atterberg e posteriormente aprimorado por Casagrande, sendo fundamental para a caracterização dos solos coesivos.
O limite de liquidez é um dos principais parâmetros utilizados na classificação geotécnica dos solos, especialmente na caracterização da plasticidade das argilas. Junto com o limite de plasticidade, forma a base para o cálculo do índice de plasticidade, parâmetro essencial para a engenharia geotécnica.
O ensaio para determinação do limite de liquidez é realizado utilizando o aparelho de Casagrande, que consiste em uma base metálica com ranhura padrão e um cinzel para fazer a ranhura na amostra. O procedimento, normatizado pela NBR 6459/2016/2017, requer cuidados especiais na preparação da amostra e na execução do ensaio.
A amostra de solo é preparada passando-se pela peneira de 0,42mm (nº 40), sendo então misturada com água destilada até formar uma pasta homogênea. Esta pasta é colocada na concha do aparelho de Casagrande e nivelada, sendo posteriormente feita uma ranhura no centro da amostra com o cinzel padronizado.
O ensaio consiste em aplicar golpes na base do aparelho, a uma frequência de 2 golpes por segundo, contando o número de golpes necessários para que a ranhura se feche em uma distância de 13mm. O limite de liquidez corresponde ao teor de umidade da amostra que se fecha em exatamente 25 golpes.
Para determinar este valor, são realizados ensaios com diferentes teores de umidade, obtendo-se pontos que, quando plotados em gráfico semi-logarítmico (umidade versus número de golpes), definem uma reta. O limite de liquidez é determinado pela intersecção desta reta com a linha correspondente a 25 golpes.
O limite de liquidez representa o teor de umidade a partir do qual o solo perde completamente sua coesão e passa a se comportar como um líquido viscoso. Este parâmetro está diretamente relacionado com a mineralogia das argilas presentes no solo, sendo influenciado pela forma, tamanho e atividade dos argilominerais.
Solos com alto limite de liquidez geralmente contêm argilas muito ativas, como a montmorilonita, que podem causar problemas significativos em obras de engenharia devido à sua alta expansibilidade e compressibilidade. Por outro lado, solos com baixo limite de liquidez tendem a ser mais estáveis e previsíveis em seu comportamento.
O limite de liquidez é utilizado na classificação dos solos pelo Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS) e pelo sistema da AASHTO, sendo também empregado em correlações empíricas para estimar propriedades como compressibilidade, permeabilidade e resistência ao cisalhamento.
O limite de plasticidade é definido como o teor de umidade, expresso em porcentagem, correspondente à fronteira entre o estado plástico e o estado semi-sólido do solo. Este parâmetro representa o menor teor de umidade com o qual o solo ainda pode ser moldado sem perder sua coesão.
Este ensaio é fundamental para a caracterização da plasticidade dos solos coesivos, sendo utilizado em conjunto com o limite de liquidez para calcular o índice de plasticidade, que é um dos parâmetros mais importantes para a classificação e caracterização geotécnica dos solos argilosos.
O procedimento para determinação do limite de plasticidade, estabelecido pela NBR 7180/2016/2017, é relativamente simples mas requer habilidade e experiência do operador. A amostra utilizada é a mesma preparada para o ensaio de limite de liquidez, ou seja, solo passante na peneira de 0,42mm (nº 40).
O ensaio consiste em moldar pequenos cilindros de solo com aproximadamente 3mm de diâmetro, rolando-os manualmente sobre uma placa de vidro ou superfície lisa não absorvente. O processo é repetido sucessivamente, permitindo que o solo perca umidade gradualmente através da evaporação e da absorção pela placa.
O limite de plasticidade é atingido quando o cilindro de solo se rompe ao atingir aproximadamente 3mm de diâmetro, não sendo mais possível remoldá-lo nesta espessura. Neste ponto, o solo perdeu a plasticidade suficiente para ser moldado, caracterizando a transição do estado plástico para o estado semi-sólido.
O teor de umidade da amostra no momento da ruptura é determinado através de secagem em estufa a 105°C até massa constante, calculando-se a porcentagem de água em relação à massa de solo seco. Este procedimento deve ser repetido várias vezes para garantir a precisão dos resultados.
O índice de plasticidade (IP) é calculado pela diferença entre o limite de liquidez (LL) e o limite de plasticidade (LP), ou seja, IP = LL - LP. Este parâmetro representa a faixa de teores de umidade na qual o solo se comporta plasticamente, sendo de fundamental importância para a classificação e caracterização geotécnica.
Solos com alto índice de plasticidade são considerados altamente plásticos, geralmente contendo argilas muito ativas que podem causar problemas significativos em obras de engenharia, como expansão, contração e baixa resistência quando saturados. Por outro lado, solos com baixo índice de plasticidade tendem a ser mais estáveis e previsíveis.
O índice de plasticidade é utilizado na Carta de Plasticidade de Casagrande, juntamente com o limite de liquidez, para classificar os solos segundo o Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS). Esta classificação é fundamental para a avaliação do comportamento esperado do solo em diferentes aplicações de engenharia.
O ensaio de compactação na energia normal, também conhecido como ensaio Proctor Normal, foi desenvolvido por R.R. Proctor em 1933 e tem como objetivo determinar a relação entre o teor de umidade e a massa específica aparente seca do solo quando compactado com uma energia específica padronizada.
Este ensaio é fundamental para o controle de qualidade em obras de terraplenagem, permitindo determinar a umidade ótima de compactação e a massa específica aparente seca máxima do solo. Estes parâmetros são essenciais para o projeto e execução de aterros, sub-bases e bases de pavimentos.
O ensaio é realizado conforme a NBR 7182/2016, utilizando um cilindro metálico padronizado com volume de 1000cm³ e um soquete de compactação com massa de 2,5kg e altura de queda de 305mm. A energia de compactação aplicada é de aproximadamente 583 kJ/m³, caracterizando a energia normal de compactação.
O procedimento inicia-se com a preparação da amostra, que deve passar integralmente pela peneira de 4,8mm (nº 4). São preparadas pelo menos 5 amostras com teores de umidade diferentes, variando em incrementos de aproximadamente 2% em relação à umidade estimada como ótima.
Para cada teor de umidade, o solo é compactado em três camadas dentro do cilindro, aplicando-se 25 golpes por camada, distribuídos uniformemente sobre a superfície. Após a compactação, o material é rasado no topo do cilindro e pesado, determinando-se a massa específica aparente úmida.
O teor de umidade é determinado através da secagem de uma amostra representativa em estufa a 105°C até massa constante. Com estes dados, calcula-se a massa específica aparente seca para cada teor de umidade ensaiado.
Os resultados do ensaio são apresentados na forma de uma curva de compactação, onde o eixo das abscissas representa o teor de umidade e o eixo das ordenadas representa a massa específica aparente seca. Esta curva tem formato aproximadamente parabólico, com um ponto de máximo bem definido.
O ponto de máximo da curva define dois parâmetros fundamentais: a umidade ótima de compactação (wót) e a massa específica aparente seca máxima (ρd,máx). Estes valores representam as condições ideais para compactação do solo, proporcionando maior densidade com menor esforço de compactação.
A curva de compactação também é limitada pela curva de saturação (linha de zero vazios de ar), que representa a condição teórica onde todos os vazios do solo estão preenchidos por água. Na prática, é impossível atingir esta condição através da compactação, pois sempre restam alguns vazios preenchidos por ar.
O ensaio de compactação é fundamental para o controle de qualidade em obras de terraplenagem, fornecendo os parâmetros necessários para especificar e controlar a compactação de aterros, sub-bases e bases de pavimentos. A compactação adequada é essencial para garantir a estabilidade, durabilidade e desempenho das estruturas de terra.
A umidade ótima de compactação indica o teor de umidade ideal para obter a máxima densidade do solo com o mínimo esforço de compactação. Compactar com umidade muito baixa resulta em baixa densidade e alta permeabilidade, enquanto compactar com umidade muito alta pode causar excesso de poro-pressão e instabilidade.
A massa específica aparente seca máxima serve como referência para o controle de qualidade, sendo comum especificar que a compactação em campo deve atingir pelo menos 95% ou 98% deste valor, dependendo da aplicação e dos requisitos do projeto.
O ensaio CBR (California Bearing Ratio) foi desenvolvido pelo Departamento de Transportes da Califórnia (Caltrans) na década de 1930 e tornou-se um dos ensaios mais importantes para o dimensionamento de pavimentos flexíveis. O CBR representa a relação entre a pressão necessária para produzir uma deformação específica em uma amostra de solo e a pressão necessária para produzir a mesma deformação em uma amostra padrão de brita graduada.
Este ensaio é fundamental para avaliar a capacidade de suporte do solo quando utilizado como subleito, sub-base ou base de pavimentos, fornecendo parâmetros essenciais para o dimensionamento estrutural de pavimentos flexíveis segundo métodos empíricos consolidados.
O ensaio CBR, normatizado pela NBR 9895/2016, consiste em duas etapas principais: a moldagem dos corpos de prova e o ensaio de penetração. Na primeira etapa, são moldados corpos de prova cilíndricos com 152mm de diâmetro e 127mm de altura, utilizando solo na umidade ótima de compactação determinada previamente no ensaio Proctor Normal.
A moldagem é realizada em três camadas, aplicando-se diferentes energias de compactação para simular diferentes condições de campo. Geralmente são moldados três corpos de prova com 10, 25 e 55 golpes por camada, representando respectivamente os graus de compactação de aproximadamente 90%, 95% e 98% da massa específica aparente seca máxima.
Após a moldagem, os corpos de prova são submetidos a um período de imersão em água por 4 dias, simulando as condições mais desfavoráveis de umidade que podem ocorrer em campo. Durante este período, mede-se a expansão do solo, que é um parâmetro importante para avaliar o potencial de problemas relacionados à expansibilidade.
O ensaio de penetração é realizado utilizando um pistão padronizado com 49,6mm de diâmetro, que é cravado no corpo de prova a uma velocidade constante de 1,27mm/min. São registradas as cargas necessárias para penetrações de 2,54mm e 5,08mm, que correspondem respectivamente a 0,1" e 0,2" no sistema inglês.
O índice CBR é calculado como a relação percentual entre a pressão necessária para produzir uma determinada penetração na amostra ensaiada e a pressão necessária para produzir a mesma penetração na amostra padrão de brita graduada. Os valores padrão são 7,03 MPa para 2,54mm de penetração e 10,55 MPa para 5,08mm de penetração.
O CBR é calculado para ambas as penetrações, sendo adotado o maior valor. Caso o CBR para 5,08mm seja maior que o CBR para 2,54mm, o ensaio deve ser repetido, pois esta situação indica problemas na execução do ensaio ou características especiais do material.
Os resultados são apresentados na forma de uma curva CBR versus grau de compactação, permitindo determinar o CBR para diferentes níveis de compactação. Esta curva é fundamental para o dimensionamento de pavimentos, pois permite avaliar a influência do grau de compactação na capacidade de suporte do solo.
O CBR é amplamente utilizado no dimensionamento de pavimentos flexíveis, sendo o principal parâmetro de entrada em métodos empíricos como o método do DNER (atual DNIT) e o método da AASHTO. Valores típicos de CBR para diferentes tipos de solo variam desde menos de 3% para argilas muito moles até mais de 80% para britas bem graduadas.
Para subleitos de pavimentos, valores de CBR superiores a 2% são considerados aceitáveis, enquanto para sub-bases e bases são necessários valores superiores a 20% e 80%, respectivamente. Estes valores servem como referência para a classificação e seleção de materiais para diferentes camadas do pavimento.
A expansão medida durante o ensaio CBR também é um parâmetro importante, especialmente para solos argilosos. Expansões superiores a 2% podem indicar problemas de instabilidade volumétrica, sendo necessárias medidas especiais como estabilização química ou substituição do material.
A combinação de todos estes ensaios fornece uma caracterização completa do solo, permitindo avaliar adequadamente seu comportamento geotécnico e sua adequabilidade para diferentes aplicações em engenharia civil. A análise integrada dos resultados é fundamental para o sucesso de projetos de fundações, pavimentação e obras de terra.
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O ensaio de compactação de solo é um procedimento fundamental na engenharia geotécnica que visa determinar a relação entre o teor de umidade e a densidade seca máxima de um solo quando submetido a uma energia de compactação específica. Este ensaio, desenvolvido inicialmente por R.R. Proctor na década de 1930, revolucionou a forma como os engenheiros abordam projetos de terraplenagem, pavimentação e construção de aterros.
A compactação de solos é um processo mecânico que visa reduzir o volume de vazios do solo através da aplicação de energia, resultando em aumento da densidade, melhoria da resistência mecânica e redução da permeabilidade. Este processo é essencial em diversas aplicações da engenharia civil, incluindo construção de aterros para fundações, subleitos de pavimentos, barragens de terra, aterros sanitários e muitas outras obras geotécnicas.
A análise granulométrica constitui o primeiro e mais fundamental ensaio na caracterização de solos, sendo regida pela norma NBR 7181/2016/2017. Este ensaio determina quantitativamente a distribuição dos tamanhos das partículas que compõem uma amostra de solo, fornecendo informações cruciais sobre as propriedades físicas e mecânicas do material.
O procedimento experimental inicia-se com a preparação cuidadosa da amostra, que deve ser representativa do material in situ. A amostra é inicialmente seca em estufa a 105°C até atingir massa constante, sendo posteriormente desagregada manualmente com auxílio de almofariz e pistilo de porcelana, tomando-se o cuidado para evitar a quebra das partículas naturais do solo.
O peneiramento é realizado utilizando uma série padronizada de peneiras com malhas de diferentes aberturas, dispostas em ordem decrescente. As peneiras utilizadas seguem a série normal estabelecida pela ABNT, incluindo as seguintes aberturas: 4,8mm (peneira nº 4), 2,0mm (peneira nº 10), 1,2mm (peneira nº 16), 0,6mm (peneira nº 30), 0,3mm (peneira nº 50), 0,15mm (peneira nº 100) e 0,075mm (peneira nº 200).
Durante o processo de peneiramento, a amostra é submetida a movimentos vibratórios controlados em equipamento mecânico por um período determinado, garantindo que todas as partículas tenham oportunidade adequada de passar pelas aberturas correspondentes ao seu tamanho. O tempo de peneiramento é padronizado e deve ser rigorosamente observado para garantir a repetibilidade e confiabilidade dos resultados.
O material retido em cada peneira é cuidadosamente pesado utilizando balança de precisão, permitindo calcular a porcentagem de material retido e, consequentemente, a porcentagem passante em cada abertura. Estes dados são fundamentais para a construção da curva granulométrica e para a classificação do solo.
A curva granulométrica é construída plotando-se em papel semi-logarítmico os diâmetros das partículas (em escala logarítmica) versus a porcentagem passante (em escala aritmética). Esta curva fornece uma representação visual clara da distribuição granulométrica do solo e permite a determinação de importantes parâmetros geotécnicos.
Entre os parâmetros mais importantes derivados da curva granulométrica estão o coeficiente de uniformidade (Cu) e o coeficiente de curvatura (Cc). O coeficiente de uniformidade é calculado pela relação Cu = D60/D10, onde D60 e D10 representam os diâmetros correspondentes a 60% e 10% passante, respectivamente. Este parâmetro indica quão uniforme é a distribuição granulométrica do solo.
O coeficiente de curvatura é calculado pela expressão Cc = (D30)²/(D60 × D10), onde D30 representa o diâmetro correspondente a 30% passante. Este parâmetro fornece informações sobre a forma da curva granulométrica e é utilizado juntamente com o coeficiente de uniformidade para classificar o solo quanto à sua graduação.
A análise granulométrica é fundamental para a classificação dos solos segundo diversos sistemas, incluindo o Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS) e o sistema da AASHTO. Estes sistemas de classificação são amplamente utilizados em projetos de engenharia para prever o comportamento do solo em diferentes aplicações.
Além da classificação, a granulometria influencia diretamente diversas propriedades do solo, como permeabilidade, compressibilidade, resistência ao cisalhamento e comportamento de compactação. Solos bem graduados tendem a apresentar melhor estabilidade quando compactados, enquanto solos mal graduados podem apresentar problemas de segregação durante a compactação.
Os limites de consistência, também conhecidos como limites de Atterberg, são parâmetros fundamentais para a caracterização da plasticidade dos solos coesivos. Estes limites definem as fronteiras entre os diferentes estados de consistência do solo: sólido, semi-sólido, plástico e líquido.
O limite de liquidez, determinado conforme a NBR 6459/2016/2017, representa o teor de umidade correspondente à fronteira entre o estado líquido e o estado plástico do solo. Este ensaio é realizado utilizando o aparelho de Casagrande, que consiste em uma base metálica com dispositivo de golpeamento e um cinzel padronizado para fazer ranhuras na amostra.
O procedimento experimental para determinação do limite de liquidez inicia-se com a preparação da amostra, que deve passar integralmente pela peneira de 0,42mm (nº 40). A amostra é então misturada com água destilada até formar uma pasta homogênea, que é colocada na concha do aparelho de Casagrande e cuidadosamente nivelada.
Com auxílio do cinzel padronizado, é feita uma ranhura no centro da amostra, dividindo-a em duas partes. O ensaio consiste em aplicar golpes na base do aparelho a uma frequência constante de 2 golpes por segundo, contando o número de golpes necessários para que a ranhura se feche numa extensão de 13mm.
O limite de liquidez é definido como o teor de umidade da amostra que se fecha em exatamente 25 golpes. Para determinar este valor, são realizados ensaios com diferentes teores de umidade, obtendo-se pontos que, quando plotados em gráfico semi-logarítmico, definem uma reta conhecida como linha de fluxo.
O limite de plasticidade, determinado segundo a NBR 7180/2016/2017, representa o teor de umidade correspondente à fronteira entre o estado plástico e o estado semi-sólido do solo. Este ensaio é mais simples em sua execução, mas requer habilidade e experiência do operador para obter resultados confiáveis.
O procedimento consiste em moldar pequenos cilindros de solo com aproximadamente 3mm de diâmetro, rolando-os manualmente sobre uma placa de vidro esmerilhado. O processo é repetido sucessivamente, permitindo que o solo perca umidade gradualmente através da evaporação e da absorção pela placa.
O limite de plasticidade é atingido quando o cilindro de solo se rompe ao atingir aproximadamente 3mm de diâmetro, não sendo mais possível remoldá-lo nesta espessura. O teor de umidade da amostra no momento da ruptura é determinado através de secagem em estufa a 105°C até massa constante.
O índice de plasticidade (IP) é calculado pela diferença entre o limite de liquidez e o limite de plasticidade (IP = LL - LP). Este parâmetro representa a faixa de teores de umidade na qual o solo se comporta plasticamente, sendo de fundamental importância para a classificação e caracterização geotécnica.
Os limites de consistência são utilizados na famosa Carta de Plasticidade de Casagrande, que permite classificar os solos finos segundo o Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS). Esta classificação é fundamental para prever o comportamento do solo em diferentes aplicações de engenharia.
Solos com alto índice de plasticidade geralmente apresentam argilas muito ativas, como a montmorilonita, que podem causar problemas significativos em obras de engenharia devido à sua alta expansibilidade e compressibilidade. Por outro lado, solos com baixo índice de plasticidade tendem a ser mais estáveis e previsíveis em seu comportamento.
O ensaio de compactação na energia normal, também conhecido como ensaio Proctor Normal, é um dos ensaios mais importantes na mecânica dos solos e engenharia geotécnica. Este ensaio, regulamentado pela NBR 7182/2016, tem como objetivo determinar a relação entre o teor de umidade e a massa específica aparente seca do solo quando compactado com uma energia específica padronizada.
O ensaio foi desenvolvido originalmente por Ralph R. Proctor em 1933, quando trabalhava no Departamento de Água e Energia da Califórnia. Proctor observou que a densidade de um solo compactado variava com seu teor de umidade, existindo uma umidade ótima para a qual se obtinha a máxima densidade com uma dada energia de compactação.
A energia de compactação normal corresponde a aproximadamente 583 kJ/m³, sendo aplicada através de um soquete padronizado com massa de 2,5 kg, altura de queda de 305 mm, aplicando-se 25 golpes por camada em três camadas dentro de um cilindro com volume de 1000 cm³.
O procedimento experimental inicia-se com a preparação da amostra, que deve passar integralmente pela peneira de 4,8mm (nº 4). São preparadas pelo menos cinco amostras com diferentes teores de umidade, variando em incrementos de aproximadamente 2% em torno da umidade estimada como ótima.
Para cada teor de umidade, o solo é compactado em três camadas dentro do cilindro Proctor, aplicando-se 25 golpes por camada, distribuídos uniformemente sobre a superfície. É fundamental que os golpes sejam aplicados de forma sistemática e uniforme para garantir a homogeneidade da compactação.
Após a compactação, o material é cuidadosamente rasado no topo do cilindro utilizando régua biselada, e o conjunto é pesado para determinação da massa específica aparente úmida. Uma amostra representativa é coletada para determinação do teor de umidade através de secagem em estufa a 105°C até massa constante.
Com os dados de massa específica aparente úmida e teor de umidade, calcula-se a massa específica aparente seca através da expressão: ρd = ρh/(1 + w), onde ρd é a massa específica aparente seca, ρh é a massa específica aparente úmida e w é o teor de umidade expresso em decimal.
Os resultados são apresentados na forma de uma curva de compactação, plotando-se o teor de umidade no eixo das abscissas e a massa específica aparente seca no eixo das ordenadas. Esta curva tem formato aproximadamente parabólico, com um ponto de máximo bem definido.
O ponto de máximo da curva define dois parâmetros fundamentais: a umidade ótima de compactação (wót) e a massa específica aparente seca máxima (ρd,máx). Estes valores representam as condições ideais para compactação do solo, proporcionando maior densidade com menor esforço de compactação.
A curva de compactação é limitada pela curva de saturação, também conhecida como linha de zero vazios de ar, que representa a condição teórica onde todos os vazios do solo estão preenchidos por água. Esta curva é calculada através da expressão: ρd = ρw/(w + 1/Gs), onde ρw é a massa específica da água e Gs é a densidade real dos grãos.
O ensaio de compactação fornece informações fundamentais para o controle de qualidade em obras de terraplenagem. A umidade ótima indica o teor de umidade ideal para obter máxima densidade com mínimo esforço de compactação, enquanto a densidade máxima serve como referência para o controle de qualidade em campo.
É comum especificar que a compactação em campo deve atingir pelo menos 95% ou 98% da massa específica aparente seca máxima determinada no ensaio Proctor Normal, dependendo da aplicação e dos requisitos do projeto. Este controle é essencial para garantir a qualidade e durabilidade das obras geotécnicas.
O ensaio CBR (California Bearing Ratio) é um dos ensaios mais importantes na engenharia rodoviária e geotécnica, sendo amplamente utilizado para o dimensionamento de pavimentos flexíveis. Este ensaio, regulamentado pela NBR 9895/2016, foi desenvolvido pelo Departamento de Transportes da Califórnia na década de 1930 e posteriormente adotado mundialmente.
O CBR representa a relação percentual entre a pressão necessária para produzir uma deformação específica numa amostra de solo e a pressão necessária para produzir a mesma deformação numa amostra padrão de brita graduada. Esta relação fornece uma medida da capacidade de suporte do solo quando utilizado como subleito, sub-base ou base de pavimentos.
O ensaio CBR consiste em duas etapas principais: a moldagem dos corpos de prova e o ensaio de penetração. Na primeira etapa, são moldados corpos de prova cilíndricos com 152mm de diâmetro e 127mm de altura, utilizando solo na umidade ótima de compactação determinada previamente no ensaio Proctor Normal.
A moldagem é realizada aplicando-se diferentes energias de compactação para simular diferentes condições de campo. Geralmente são moldados três corpos de prova com 10, 25 e 55 golpes por camada, representando respectivamente graus de compactação de aproximadamente 90%, 95% e 98% da massa específica aparente seca máxima.
Após a moldagem, os corpos de prova são submetidos a um período de imersão em água por 4 dias, simulando as condições mais críticas de saturação que podem ocorrer em campo. Durante este período, é medida a expansão do solo através de extensômetros, que é um parâmetro importante para avaliar o potencial de problemas relacionados à expansibilidade.
O ensaio de penetração é realizado utilizando um pistão padronizado com 49,6mm de diâmetro, que é cravado no corpo de prova a uma velocidade constante de 1,27mm/min. São registradas as cargas necessárias para penetrações de 2,54mm e 5,08mm, que correspondem respectivamente a 0,1" e 0,2" no sistema inglês.
O índice CBR é calculado como a relação percentual entre a pressão obtida no ensaio e a pressão padrão correspondente. Os valores padrão estabelecidos são 7,03 MPa (1000 psi) para 2,54mm de penetração e 10,55 MPa (1500 psi) para 5,08mm de penetração.
As fórmulas para cálculo do CBR são: CBR2,54 = (P2,54/7,03) × 100 e CBR5,08 = (P5,08/10,55) × 100, onde P representa a pressão obtida no ensaio para a penetração correspondente. O CBR adotado é o maior entre os dois valores calculados.
Os resultados do ensaio CBR são apresentados na forma de uma curva CBR versus grau de compactação, permitindo determinar o CBR para diferentes níveis de compactação. Esta curva é fundamental para o dimensionamento de pavimentos, pois permite avaliar a influência do grau de compactação na capacidade de suporte do solo.
O CBR é amplamente utilizado em métodos empíricos de dimensionamento de pavimentos, como o método do DNIT (antigo DNER) e o método da AASHTO. Estes métodos relacionam o CBR do subleito com a espessura necessária das camadas do pavimento para suportar o tráfego previsto.
Valores típicos de CBR variam consideravelmente com o tipo de solo: argilas moles apresentam CBR inferior a 3%, argilas duras podem atingir CBR entre 5% e 15%, areias bem graduadas podem apresentar CBR entre 15% e 35%, e materiais granulares de boa qualidade podem atingir CBR superior a 80%.
Para aplicações em pavimentação, valores mínimos de CBR são especificados para diferentes camadas: subleito deve apresentar CBR mínimo de 2%, sub-base deve ter CBR superior a 20%, e base deve apresentar CBR superior a 80%, dependendo do tráfego previsto e do método de dimensionamento adotado.
A expansão medida durante o ensaio CBR também é um parâmetro importante, especialmente para solos argilosos. Expansões superiores a 2% são consideradas problemáticas e podem indicar necessidade de estabilização química ou substituição do material.
A realização conjunta de todos os ensaios que compõem o estudo de compactação de solo fornece uma caracterização completa e abrangente do material, permitindo uma avaliação adequada de seu comportamento geotécnico e sua adequabilidade para diferentes aplicações em engenharia civil.
A análise granulométrica fornece informações fundamentais sobre a composição do solo, influenciando diretamente suas propriedades de permeabilidade, compressibilidade e resistência. Os limites de consistência caracterizam o comportamento plástico dos solos coesivos, sendo essenciais para a classificação e previsão do comportamento do solo em diferentes condições de umidade.
O ensaio de compactação determina as condições ótimas para densificação do solo, fornecendo parâmetros fundamentais para o controle de qualidade em obras de terraplenagem. O ensaio CBR avalia a capacidade de suporte do solo, sendo essencial para o dimensionamento de pavimentos e estruturas de contenção.
A integração destes ensaios permite uma compreensão holística do comportamento do solo, possibilitando decisões técnicas mais fundamentadas e projetos mais seguros e econômicos. Esta abordagem integrada é especialmente importante em projetos complexos, onde diferentes aspectos do comportamento do solo podem influenciar significativamente o desempenho da obra.
A Sondabras Ensaios de Solo possui toda a infraestrutura necessária para realizar esta caracterização completa, contando com laboratório equipado com instrumentos modernos e equipe técnica especializada. Nosso compromisso é fornecer resultados precisos e confiáveis, seguindo rigorosamente as normas técnicas brasileiras e internacionais.
Além da execução dos ensaios, nossa equipe técnica oferece consultoria especializada para interpretação dos resultados e recomendações técnicas para o projeto. Esta abordagem consultiva garante que os resultados dos ensaios sejam adequadamente utilizados no desenvolvimento do projeto, maximizando a segurança e economia da obra.
Nossa localização estratégica em Campinas permite atender rapidamente toda a região metropolitana e cidades do interior paulista com DDD 19, oferecendo coleta de amostras em campo quando necessário e entrega de laudos técnicos em prazo adequado às necessidades do projeto.
O laboratório da Sondabras mantém programa de calibração e manutenção preventiva de todos os equipamentos, garantindo a precisão e confiabilidade dos resultados. Além disso, participamos regularmente de programas de ensaios de proficiência para validação externa de nossos procedimentos analíticos.
Para projetos que exigem ensaios especializados ou caracterização mais detalhada, oferecemos também serviços complementares como ensaios de adensamento, cisalhamento direto, triaxial e permeabilidade, proporcionando uma visão completa das propriedades geotécnicas do solo.
Nossa missão é contribuir para o desenvolvimento de projetos de engenharia mais seguros e econômicos através da caracterização precisa dos solos, fornecendo suporte técnico qualificado desde a fase de investigação até a execução da obra. Entre em contato conosco para conhecer nossos serviços e solicitar um orçamento personalizado para seu projeto.