A compactação do solo é um dos fatores mais relevantes de uma obra, pois garante a segurança durante e, inclusive, depois dessa etapa. Por isso, essa fase deve ser feita de forma adequada, garantindo eficiência, independentemente das características físicas do solo.
Como consequência da sua importância, o processo demanda um profissional extremamente capacitado, que conheça a metodologia, a fim de garantir o objetivo principal: aumentar a densidade do solo, com foco na redução da porosidade geral, mitigando possíveis rupturas e erosões que colocam a estrutura — e os usuários — em risco.
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O que é a compactação do solo para a construção da obra?
Existem diferentes tipos de solo que podem, inclusive, coexistir em um mesmo terreno. Diante disso, ao executar uma obra, é necessário que o solo apresente determinada resistência, a fim de suportar as cargas transferidas da estrutura para a fundação. A compactação é justamente uma ferramenta que auxilia nesse processo de melhoria da resistência do solo.
O procedimento consiste em reduzir o índice de vazios — espaços porosos — e a umidade que estão presentes. O objetivo é que o solo se torne mais resistente por meio da melhoria das qualidades mecânicas e hidráulicas — diminuindo a permeabilidade e aumentando a resistência ao cisalhamento, para que futuramente não ocorram rupturas que possam ocasionar fissuras, trincas ou desmoronamento das edificações.
Esse processo de compactação pode ser tanto manual como mecânico, ou seja, ele pode utilizar equipamentos de vibração, impacto ou pressão — que tornam o trabalho mais rápido e eficiente.
Quais são os benefícios de compactar o solo?
O primeiro benefício de compactar o solo é atender as exigências normativas para seguir parâmetros mais seguros e eficientes. A compactação precisa ser planejada para que os demais procedimentos sejam adequados e para que os projetos sejam colocados em prática. Sem a realização desse processo, as estruturas não ficam seguras e podem sofrer rachaduras.
Como a compactação do solo deve ser feita?
Uma camada compactada aumenta a resistência por meio da redução do espaço entre as partículas da estrutura do solo, tornando a movimentação mais difícil. Entretanto, esse resultado é alcançado considerando as características de cada solo, o teor de umidade e o índice de vazios.
É importante ressaltar que um solo úmido tem seus benefícios. Portanto, a retirada total de umidade não é positiva para o solo, pois, a partir de um ponto, começa a reduzir a sua resistência. Assim, para que a compactação do solo seja feita adequadamente, é preciso seguir algumas etapas. Confira!
Ensaio de compactação
É por meio do ensaio de compactação, também conhecido como ensaio de proctor ou ensaio normal de compactação, que se torna possível obter a curva gráfica responsável por determinar a quantidade ideal de umidade e a densidade seca em um solo. A NBR-7182/86 é a Norma Regulamentadora que aponta quais são os procedimentos permitidos para obter as respostas mais apropriadas.
Em geral, é utilizado um cilindro de 1dm³, e o ensaio consiste em separar uma amostra de solo, secar, destorroar e colocá-la em uma umidade que seja 5% abaixo da considerada ótima. Após isso, essa porção do solo deve ser inserida dentro do cilindro em cerca de ⅓.
Depois, são desferidos 26 golpes uniformes com um soquete, respeitando uma altura de 30,5 cm a cada golpe. O processo é repetido para a altura de ⅔ e, depois, até a borda — ou seja, 3/3. Após, o solo é pesado em uma balança, para determinar a massa específica seca e a umidade.
A amostra é secada novamente, e a umidade é aumentada em 2%. Todo o processo é repetido, até que a nova massa específica seca seja coberta. Com isso, torna-se possível traçar uma curva, a fim de definir a umidade ótima para cada tipo de solo.
O ideal é que esse processo seja realizado por um laboratório, pois, assim, as características e os comportamentos do solo se tornam conhecidos corretamente, possibilitando que a compactação seja realizada com segurança e eficiência.
Preparação do terreno
Essa etapa consiste em realizar o levantamento topográfico prévio para determinar os cortes e os aterros que devem ser elaborados. Entretanto, também envolve o momento de execução, a fim de que as cotas projetadas sejam corretamente executadas e seja possível a movimentação de terra.
Quando existe uma camada superficial com matéria orgânica, — como um resquício de crescimento radicular proveniente da, então, presença de árvores ou de um processo de rotação de culturas — geralmente, ela é removida por ser prejudicial à qualidade final do solo.
Afinal, um sistema radicular, mesmo sem sua flora original, pode impactar negativamente a porosidade do solo. Em alguns casos, também é necessário já incorporar sistemas de drenagem.
Seja com o solo existente no local ou com um solo emprestado — que veio de outro lugar e que tenha sido ensaiado —, é essencial ficar atento à forma de transporte e espalhamento. É preciso verificar, por exemplo, se a umidade está adequada ao que foi ensaiado, se houve alguma alteração em decorrência de chuvas intensas, entre outros fatores.
Caso a umidade no local esteja diferente da ótima determinada no ensaio, é necessário realizar a correção. Além disso, deve-se determinar os equipamentos mais adequados, assim como o processo que será utilizado. Após todas as definições e verificações, o solo deve ser espalhado conforme o planejamento.
Uso de máquinas e equipamentos
É importante definir os equipamentos e maquinários para cada tipo de solo. Afinal, eles demandam tratamentos diferenciados. Inclusive, por essa razão, existem diversos tipos de rolos compactadores. O rolo liso, por exemplo, é recomendado para a maioria dos solos, exceto para areias uniformes e siltosas.
Já os rolos pé de carneiro são recomendados para solos finos ou grossos, desde que haja concentração de finos superior a 20% — sendo ideal para solos argilosos. Por sua vez, os rolos pneumáticos podem ser utilizados em diversos tipos de solos e em materiais granulares — por isso, são muito usados na pavimentação.
Enquanto isso, os rolos vibratórios são ideais para os solos granulares. Portanto, costumam ser empregados nos subleitos de estradas. Outro equipamento muito usado é o minirrolo compactador, por ser uma excelente opção de substituição ao compactador do tipo sapo, gerando mais produtividade e velocidade, além de ser recomendado tanto para obras pequenas quanto para aquelas cujo maquinário não é capaz de acessá-las.
Assim, por meio desses equipamentos, é possível fazer tanto o acerto da capacidade de carga de um solo quanto empregá-los para obras de maior porte na construção civil, uma vez que, para as obras de menor porte, a fundação costuma ser dimensionada considerando a situação atual do terreno — como a resistência do solo à penetração de líquidos e outros materiais —, não necessariamente demandando sua compactação.
Quais são as dicas para melhorar a compactação do solo?
Para que a compactação do solo seja realizada com eficiência, proporcionando resultados de qualidade, é essencial observar e atender as normas técnicas existentes — NBR 7182, de 2016, e DNER 162, de 1994.
Ainda, é importante observar as normas regulamentadoras quanto ao uso dos equipamentos de proteção individual e coletiva, além das NRs referentes a outras etapas, como a 7, 9, 11, 12 etc.
Ademais, como vimos, os equipamentos precisam ser escolhidos de acordo com o tipo de solo. Também devem ser respeitados os detalhes de cada processo, pois o modo de compactação varia de acordo com cada tipo de rolo. São alguns exemplos:
- pé de carneiro demanda que a compactação seja de baixo para cima, considerando camadas de 20 a 25 cm de espessura e 8 a 10 passadas;
- pneumático demanda a compactação de cima para baixo, em camadas de 30 a 40 cm e 4 a 6 passadas;
- vibratório demanda que a compactação seja por meio de vibração, em camadas de 60 a 100 cm e 2 a 4 passadas.
Quais são alguns dos indicadores de compactação de solo?
Geralmente, a compactação do solo é comum em áreas agrícolas nas quais há uso da mecanização, em áreas de pastagens onde permanecem animais e nos canteiros de obras. Os rodados das máquinas reduzem a porosidade e a aeração do solo, diminuem a capacidade de penetração e a retenção de água e impactam a produtividade.
Os índices mais elevados de compactação ocorrem nos solos argilosos, com altos teores de umidade e que são manejados. Contudo, os solos arenosos e secos também podem ser compactados em função do tráfego de maquinários pesados. Os principais indicadores visuais são o empossamento de água, os focos erosivos, a exigência de potência para trabalho mecânico etc.
Onde é aplicada a compactação de solo?
A compactação do solo pode ser analisada em laboratório e costuma ser muito aplicada na construção civil, para elevar a densidade do terreno onde será realizada a edificação. Ela é fundamental para conferir mais estabilidade e resistência às demais etapas que serão executadas no canteiro de obra. Para tanto, é preciso contar com os procedimentos certos e usar os equipamentos de segurança.
Essa densificação do terreno é efetuada com um soquete manual ou por meio de um rolo compressor. As terras são movimentadas para a adequação do solo que manterá a edificação durante muitos anos. Contudo, isso faz com que a superfície fique heterogênea e fofa. É necessário fazer a compactação para que a estrutura seja segura e de qualidade.
O solo compactado fica mais homogêneo e a distância entre os grãos de terra é reduzida. Ao fazer a compactação com baixa umidade, não haverá redução considerável no espaço entre as partículas. Com umidades mais altas, ocorre a lubrificação do solo, e cada partícula se acomoda de forma mais compacta. Consequentemente, o ar dos vazios é eliminado.
O que é fenômeno borrachudo no solo?
O borrachudo é uma patologia conhecida da engenharia rodoviária que surge durante a compactação do solo que está com umidade em excesso. Trata-se de um problema para a construção civil, porque a energia aplicada pelos maquinários é transferida para a água, e a saturação máxima é alcançada com muita agilidade. O material é devolvido como um elástico.
Depois, a terra é cisalhada na extensão horizontal, em virtude das pressões neutras que se elevam. O fenômeno precisa ser evitado para a execução de serviços de qualidade, com o dimensionamento adequado do maquinário compactador. Os operadores precisam rever a umidade do solo, a velocidade da máquina, o número de passadas, a espessura das camadas, entre outros.
Qual a importância da umidade do solo na compactação?
A umidade do solo é muito importante para que a densificação fique perfeita na hora de iniciar o processo de construção. É possível fazer ensaios geotécnicos em laboratórios para averiguar o grau de compactação e garantir a segurança das estruturas que serão construídas. Os estudos laboratoriais mostram quando o ponto ideal é atingido para otimizar as operações.
A compactação feita em ensaios é um procedimento que utiliza uma porção da terra em um cilindro de determinado volume. O ponto de compactação máxima é encontrado por meio da variação da umidade, a fim de que o canteiro de obra seja preparado de forma apropriada para o recebimento dos materiais e para suportar as estruturas a serem construídas.
Qual é a origem da compactação do solo?
Os primeiros registros de estudos acerca da compactação de solo foram realizados pelo engenheiro Raph Proctor, na década de 1930. As avaliações realizadas concluíram que o solo compacto precisa ter a sua necessidade determinada pela umidade e pela quantidade de energia de compactação — trabalho que deve ser realizado em uma amostra de solo para identificar o ramo ascendente e descendente.
Na prática, o ramo ascendente consiste na parte em que a água consegue lubrificar as partículas, para que se torne mais fácil o arranjo do solo, fazendo com que seja possível adicionar a massa com aparência mais seca.
Já com relação ao descendente, o objetivo é oferecer uma amostra que tenha mais a presença da água do que sólidos e amortizar a compactação do solo. Nesse caso, é preciso retirar uma quantidade específica de massa seca.
Quais são os tipos de compactação do solo?
Na prática, existem dois tipos de compactação de solo. Veja, a seguir, mais detalhes sobre cada um deles.
Compactação estática
Na compactação estática, os instrumentos usam somente o seu próprio peso para que a compactação do solo seja feita. Nesse caso, a profundidade máxima de influência é de aproximadamente 10 cm.
Compactação vibratória
Na compactação vibratória, os instrumentos usam, além do próprio peso, sistemas vibratórios que geram impactos no solo e interferem diretamente nas suas partículas.
Qual é o tempo de execução dessa atividade?
O tempo de execução da compactação do solo depende do fato de a atividade ser mecanizada ou não, já que esse fator influencia diretamente no tempo de serviço e, ainda, na qualidade da compactação.
Enquanto no processo manual o trabalhador consegue fazer 80 m²/h, com o compactador, é possível fazer, no mesmo tempo, por volta de 340 m²/h. Já no caso da placa vibratória, o tempo gasto no serviço é de 660 m²/h ao mecanizar a atividade. No modo manual, de 250 m²/h.
Como saber se o solo está compactado?
Saber se o solo está, de fato, compactado depende de diversas informações e atributos característicos. Para tanto, é relevante saber o tipo de solo (os argilosos, por exemplo, são mais propensos à compactação), a capacidade de infiltração de água etc. Entender o histórico de cultivo, produção e manejo do local também costuma ajudar na identificação da compactação do solo.
Mais uma maneira de saber se o solo está compactado, principalmente em sistemas de plantio direto, é por meio do uso de ferramentas como os penetrômetros — aparelhos que conseguem ler o grau de resistência à penetração do solo.
Como vimos, a compactação de solo é uma atividade de extrema importância e seriedade. Por isso, deve ser feita por meio de estudos, ensaios e cumprimento das normas, deixando de lado achismos ou incertezas. Para que o resultado seja eficiente e seguro, além de seguir todas as diretrizes aqui apresentadas, é importante contar com equipamentos de qualidade.
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