CAPTULO II

TERRAPLENAGEM

2.1 INTRODUO

Designa-se por terraplenagem os movimentos de terra necessrios para se proceder a uma construo modificando assim a topografia do terreno de forma a torn-la mais apropriada actividade humana que se lhe deseja atribuir. Deste modo, a construo de um edifcio, de uma estrada, de um aeroporto, de um caminho de ferro ou de qualquer outra obra de Engenharia Civil, seja ela de grande ou pequeno porte, exige a execuo prvia de um conjunto de operaes que envolvem a escavao, o aterro e o transporte de terras, procedendo-se a um processo de remoo da terra dos locais em que se encontra em excesso para aqueles em que h falta de forma a regularizar o terreno natural face instncia do projecto que se pretende implantar. Para isso, muitos mtodos foram j utilizados desde a antiguidade tal como frente se apresenta no ponto referente a Mquinas e Equipamentos de Terraplenagem (ponto 2.5).

A escavao torna-se necessria quando se trata de trazer at ao plano onde se far a construo, o nvel de um terreno mais alto, enquanto que, tratando-se de um terreno cujo plano se encontra mais baixo do que o nvel em que se deseja edificar, torna-se necessrio fazer um aterro. Todo o processo envolvente a estas duas operaes constitui o contedo dos pontos 2.3 e 2.4 respectivamente.

2.2 ORGANIZAO DAS OBRAS DE TERRAPLENAGEM

A organizao dos trabalhos de movimento de terras possui quatro operaes fundamentais, sendo elas a execuo da escavao, o carregamento do material escavado, o transporte e o descarregamento e espalhamento.

Na primeira das operaes o solo desagregado e extrado, funo geralmente executada por uma mquina especfica. Quando o solo muito compacto, procede-se preliminarmente escarificao. Este processo feito com uma mquina qual se adapta um implemento apropriado; o escarificador tem por objectivo tornar o solo menos denso, facilitando deste modo a escavao.

De seguida coloca-se o solo escavado num equipamento de transporte, caso a distncia a percorrer e o volume de terras o justifiquem. Quando isso no acontece a prpria mquina que realizou a escavao pode transportar o material.

O transporte pode executar-se de diferentes formas, mediante o volume de terras, natureza, estado do caminho e distncia a percorrer. Nesta operao a terra movimentada do local de escavao at a um outro lugar, cuja localizao depende das condies de projecto. Se houver terra em excesso ser transportada at a um local de depsito. Caso haja carncia de terra num local da obra, ou seja, se for necessria para aterro, ela ser depositada num desses locais. Poder acontecer uma outra situao, na qual h falta de terra e no existe outro local na obra que possa fornecer. Neste caso necessrio encontrar um local de emprstimo. Todos estes locais so devidamente seleccionados, ponderando diversos aspectos, sendo um deles a distncia de transporte.

Por fim feita a descarga e o espalhamento. A terra deve ser espalhada uniformemente para se efectuar posteriormente a compactao. Este um processo que reduz o ndice de vazios, aumentando a capacidade de suporte e diminuindo o volume.

Estas quatro etapas formam o ciclo de operao da terraplenagem.

2.3 ESCAVAO

Quando se inicia o processo de construo a primeira fase a realizar a escavao. Esta fase sempre necessria, nem que seja s para a construo das fundaes.

Pode dizer-se que as escavaes so movimentos de terras cuja profundidade, em relao superfcie ou largura mais importante (in Manual de Construo, G.Baud, pag.66).

Para se saber o volume de terra a escavar fazem-se cortes longitudinais e transversais no terreno onde se pretende construir.

- II.1 -

2.3.1 Tipos de escavao

Existem vrios tipos de escavaes, sendo estas descritas da forma que se segue: a) Escavao a toda a largura retira-se o solo que est a ocupar o espao necessrio para a realizao do edifcio, isto , o movimento de terras geral da superfcie a construir, cuja profundidade est limitada pelo cave, por exemplo; b) Escavao em sulco ou regueira consiste numa trincheira com uma largura mnima de 40cm e profundidade varivel, destinada a alojar os muros, as fundaes, as canalizaes, etc; c) Escavaes de poos trata-se de um movimento de terras de pequena largura e grande profundidade, mas estas dimenses dependem dos meios de realizao da escavao. Normalmente so executadas para estabelecer as fundaes e pilares isolados; d) Escavao em galeria faz-se sob a terra sendo necessrio o emprego de escoramentos medida que a escavao avana; e) Escavao em terreno rochoso este processo de escavao poder ser realizado por vrios mtodos como se ver mais frente neste captulo.

.3.1.1.1.1.1

.3.1.1.1.1.2

Figura II.1 - Nomenclatura usada em escavaes

2.3.2 Equipamentos e mquinas

Para se proceder a estas escavaes existe uma grande gama de equipamentos prprios que se pode escolher, adaptando-se, em cada caso particular, o tipo mais apropriado classe da obra e ao modo como realiz-la. Os principais aparelhos e mquinas a utilizar so:

a) P mecnica a mquina mais antiga e, entre todos os aparelhos de escavao conhecidos, o que tem maior diversidade de formas de aplicao aos terrenos mais diversos. Pode ser equipada com quatro dispositivos diferentes, cada um para um tipo de trabalho distinto; escavadora para desmonte com colher de presso (serve para escavar e carregar em terrenos moles, e ainda, para recolher pedra amontoada arrancada e degradada com explosivos), com pequena draga (utilizada para terrenos brandos, em argilas ou em rochas quando esmiuadas com explosivos alm de outras funes. Uma das vantagens desta mquina a de escavar e depositar terras a longa distncia), com retroescavadora (parecido pequena draga , mas permitindo uma escavao precisa e rpida, e utilizada em solos bastante duros. A nica desvantagem que as terras que provm da escavao, s podem ser depositadas a uma distncia limite, isto devido ao curto alcance do brao e pernas que constituem o equipamento) e com colher prensora (destina-se realizao de grandes movimentos de terras, tendo as mesmas desvantagens que a pequena draga. S pode ser utilizado em terrenos moles e com rochas desintegradas); b) P carregadora (taxcavator) para a realizao de movimentos de terras em terrenos normais. Distinguem-se trs tipos caractersticos: com colher dotada de movimento vertical, com colher que descarrega para trs, e com colher dotada de movimentos combinados horizontais e verticais. Algumas ainda possuem movimentos de rotao, mas s so utilizadas em terrenos muito moles ou terras esponjadas previamente; c) Bulldozer emprega-se para deslocar empurrando a pedra picada, terra, troncos de rvores, etc. Tem a vantagem de poder ser usado no amontoamento e deslocao de materiais provenientes da escavao, para estender e igualar a terraplenagem e ainda para trabalhos de arroteao;

- II.2 -

d) Angludozer trata-se de um bulldozer angular. Utilizado para o movimento e deslocamento de terras deixando-as de lado. Numa nica operao escava e executa a terraplenagem simultaneamente; e) Niveladora ou Grader serve para deslocar lateralmente grandes quantidades de materiais e para o arranjo de superfcies e taludes; f) Escarificador ou Ripper para complemento dos traxcavators, dos graders ou dos tractores de lagartas. Destina-se tambm par o arroteamento e desintegrao dos terrenos por sucessivas capas; g) Desmochadora ou escarpadora ou Scarper utilizado na extraco de terras a pequena profundidade. Pode-se remover terras e carreg-las numa s operao, transport-las e despej-las sem interromper a marcha. De notar que no existem s estas mquinas para os movimentos de terras. O captulo 5 tem uma

informao mais detalhada sobre mquinas.

2.3.3 Escavao em terreno rochoso

Os terrenos rochosos no podem ser extrados sem desagregao prvia. Esta desagregao pode ser realizada pelos seguintes mtodos:

a) martelos pneumtico introduz-se no solo rochoso, e realiza-se o arranque utilizando o brao do martelo. Este processo s economicamente til quando temos pequenas espessuras de rocha, e esta tem que ser branda ou semi-dura;

Figura II.2 - Desagregao com martelo pneumtico

b) gatos hidrulicos tipo Rockjak este processo exige que se tenha um orifcio de 60cm de profundidade e 87mm de dimetro. Neste orifcio ento introduzido o Rockjak com uma estaca de ao, onde se exercer a presso dos seus dez pistes hidrulicos. A presso obtm-se com uma bomba manual;

Figura II.3 - Gato hidrulico Rockjak

Cunha

Cunha

60

cm

87 mm

Dez pistes hidrulicos

Bomba

c) peso rompedor este processo utilizado essencialmente em pedreiras; d) procedimento Cardox este processo consiste essencialmente em libertar bruscamente no fundo de uma escavao um certo volume de anidro carbnico que no tem o efeito de romper. Este CO2 introduzido no estado liquido num tubo de alta resistncia, que est fechado por um tampo em cada uma das extremidades. Existe tambm, uma ligao entre o tubo que contm CO2 e os terminais de um detonador, havendo assim uma zona de carga e uma de descarga. A zona de carga constituda por uma vlvula que une compartimento com CO2 e os terminais que recebero a corrente elctrica de baixa tenso. A zona de descarga perfurada lateralmente destinados a

- II.3 -

deixar passar os gases, mantendo tambm a posio do disco mvel. Esta zona est ligada a um detonador que acender um cartuxo de carto combustvel introduzido no CO2. O calor libertado pela combusto vaporiza o CO2 a uma grande presso, rompendo o disco de rotura e por isto os gases encontram sada pelos orifcios feitos j para o efeito previsto, que vo invadir a cavidade escavada. Deste modo, esta presso dos gases vai deslocar o macio mais por empurro do que por percusso. Este deslocamento vai existir sem influenciar as obras vizinhas;

Figura II.4 - Cartucho cardox

Cunha de t

Aquecimento do CO2

Fios elctricos para acender o cartucho

Folga entre o cartucho e a perfurao (3 a 5 mm)

CO2 lquido

Sada de gs

Tubo de ao

Cabea de descarga

Disco de ao rompido pela presso do CO2

e) escarificador automotor ou ripper permitem desagregar directamente certas rochas brandas que apresentem uma estrutura idntica ao xisto. Quando possvel, dever-se- utilizar este processo, pois torna-se mais barato comparado com a utilizao de explosivos

f) explosivos este um procedimento clssico. O emprego de explosivos exige uma perfurao prvia. So tratados mais pormenorizadamente a seguir.

2.3.4 Explosivos

Os explosivos dividem-se em deflagrantes e detonantes. Os primeiros explodem por combusto logo para se proceder exploso basta haver um simples incndio. Os segundos explodem por detonao, o que exige a interveno de um detonador. Como explosivos deflagrantes tem-se a plvora de mina ( negra e vermelha), e como explosivos detonantes tem-se dinamites, explosivos de cloretos, de nitrato de amonaco, de oxignio liquido, e melinita.

A eleio do tipo de explosivos a usar deve ter em ateno os seguintes factores; a) a natureza dos materiais a extrair e a estrutura do macio rochoso as rochas brandas podem ser tratadas com explosivos deflagrantes, nas rochas semi-duras podem-se usar explosivos detonantes ( com coeficiente de potncia mdio), paras as rochas duras utilizam-se tambm detonantes, mas com elevado coeficiente de potncia. Os explosivos detonantes so tambm utilizados em macios de argilas e margas; b) o estado de fragmentao desejado a natureza do explosivo influncia o grau de fragmentao do solo; c) o grau de humidade da rocha alguns tipos de explosivos so adequados para trabalhar em solo hmido, o que importante para a exploso de terrenos que se encontrem emersos. H outros que s se podem utilizar em terreno seco; d) as condies de segurana o armazenamento e emprego de explosivos submetido a regulamentaes severas para que no hajam quaisquer tipos de acidentas. Por tal facto, os utilizadores de explosivos devem conhecer bem este tipo de normas e regras.

2.3.4.1 Perfurao e exploso

Estes dois processos esto directamente ligados economia que se pode ter nos trabalhos de escavao em solo rochoso. A eficincia da perfurao e exploso dependem inteiramente do mtodo a usar. Os custos do processo de perfurao, envolve directamente a mo de obra, o equipamento de perfurao, assim como, os custos dos explosivos, carregamento, detonadores e outros acessrios necessrios exploso.

- II.4 -

O abalo para o exterior depois da exploso depende de como foi feita a perfurao e de que forma foi feito o carregamento das perfuraes com os explosivos. Um engenheiro na sua construo d uma certa importncia a este aspecto, por isso, dever ser criterioso na escolha do tipo de explosivos e tcnicas de exploso, nunca esquecendo a natureza e tipo de solo rochoso em causa. Do mesmo modo, o tipo de equipamento para se proceder escavao tem que ser escolhido consoante o trabalho que se tem em mos, respeitando os princpios do projecto.

Para concluir, pode-se acrescentar que esta questo da exploso e perfurao no pode ser posta de lado quando se realiza um projecto em que seja necessria a escavao de solo rochoso. Com uma boa perfurao e um perfeito carregamento de explosivos nos furos, consegue-se uma boa exploso. Isto significa que haver uma fragmentao uniforme do solo rochoso, facilitando a operao dos equipamentos de remoo de solo, e de abertura de tneis ou poos.

2.3.5 Eliminao das guas e de outros elementos prejudiciais escavao

Se a escavao for feita abaixo do nvel fretico torna-se sem dvida indispensvel o seu abaixamento. No entanto, mesmo que a escavao no atinja esse nvel sempre necessrio proceder eliminao das guas provenientes das chuvas ou de infiltraes. Este processo, que se designa de esgotamento da escavao, consiste na instalao de um escoadouro no ponto mais baixo da escavao, para o qual convergem graviticamente as guas por meio de fendas e de pequenos canais construdos essencialmente para tal funo. Este escoadouro deve ter aproximadamente 1m de profundidade. A gua retirada de seguida com a ajuda de bombas ou por outro meio de esgotamento para o exterior da escavao. Quando se trata de uma nascente, torna-se mais econmico desvi-la para um poo, onde poder passar a ser utilizada na edificao. A abertura de poos para fundaes faz-se com escavaes circulares ou quadradas, com 1,30m de dimetro ou de largo, ou mais, para assim permitir que um homem possa trabalhar facilmente.

Por outro lado, de notar que os desaterros em terrenos onde existiam rvores exigem que as razes sejam retiradas completamente, sempre que as terras desse desaterro se destinem a um aterro subsequente, porque o ulterior apodrecimento dessas razes viria a ser a causas de vazios de que resultaria, mais tarde, o abatimento.

2.3.6 Entivao

Quando existem escavaes relativamente profundas, para prevenir desmoronamentos e riscos de acidentes, diminuindo tambm a rea de superfcie ocupada, necessrio estaquear, escorar ou revestir as terras.

Existem vrios factores que influenciam o estacamento, ou escoramento, ou revestimento das

escavaes; como exemplo, a possvel infiltrao de gua no interior do solo provocando presses hidrostticas no escoramento, o efeito de trepidaes das mquinas em movimento, ou ainda eventuais cargas que podem ou podero vir a surgir na proximidade da escavao.

H ainda outras condies para o estacamento ou revestimento das escavaes que diz respeito inclinao que o talude dessa escavao poder ter. Assim, quando o talude de 1:1 em terrenos movedios ou desmoronveis, ou de1:2 em terrenos moles mas resistentes, ou ainda de 1:3 em terrenos bastante compactos, deve ser estaqueado ou revestido. A entivao mais vulgar consiste em colocar um certo nmero de tbuas verticais, bem apertadas contra as paredes da trincheira, por meio de estroncas ou pequenos paus redondos ou quadrados, revestindo tambm, sempre que for necessrio, com tbuas ou cintas dispostas longitudinalmente.

- II.5 -

O revestimento sobressai das banquetas para evitar o desmoronamento e queda de terras para o fundo da sanca (de 5 a 10 cm segundo os regulamentos)

Talude natural do terreno Conserva-se o talude natural do terreno

Escoramento da escavao para diminuir o espao ocupado

B

Eh

2.4 ATERRO E COM2.4 ATERRO E COM

2.4.1 O que um sol2.4.1 O que um sol

Um solo um depsipor processos naturais.

Um solo um depsipor processos naturais.

Esta formao acomsua decomposio), ajudaro

Esta formao acomsua decomposio), ajudaro

Os solos, para que pocertos requisitos, ou seja, cerverdadeiro material de constoperaes de compactao.

Os solos, para que pocertos requisitos, ou seja, cerverdadeiro material de constoperaes de compactao.

Compactao o actode um solo, resultando na exp

Compactao o actode um solo, resultando na exp

Esta operao permiteEsta operao permitea) Aumentar a resista) Aumentar a resistb) Reduo de possgua que, eventualmeb) Reduo de possgua que, eventualmec) Impermeabilizar ndice de vazios. c) Impermeabilizar ndice de vazios.

anqueta

Conservam-se os taludes naturais para a parte superior, mas se estaqueia a parte inferior

Quando as capas encontradas so de diferentes consistncia fazem-se os estaqueamentos com tbuas verticais

staqueamento

orizontal

Estaqueamentovertical

Este mtodo de estaqueamento apresenta evidentes riscos porque no possvel sustentar eficazmente o terreno com os pontaletes

Figura II.5 Solues para contenes de terras. Figura II.5 Solues para contenes de terras.

PACTAO PACTAO

o? o?

to de rocha desintegrada, perto da superfcie da terra, que foi sendo formado to de rocha desintegrada, perto da superfcie da terra, que foi sendo formado

panhada pelo crescimento de plantas, cujos resduos qumicos (resultantes da a desintegrar o solo e material rochoso. panhada pelo crescimento de plantas, cujos resduos qumicos (resultantes da a desintegrar o solo e material rochoso. ssam ser utilizados nos aterros das obras de terraplenagem, devem preencher tas propriedades que melhoram o seu comportamento, transformando-os em ruo. Esse objectivo atingido de maneira rpida e econmica atravs das

ssam ser utilizados nos aterros das obras de terraplenagem, devem preencher tas propriedades que melhoram o seu comportamento, transformando-os em ruo. Esse objectivo atingido de maneira rpida e econmica atravs das

de artificialmente densificar o solo atravs do pressionamento das partculas ulso de ar e gua da massa do solo (diminuio do ndice de vazios). de artificialmente densificar o solo atravs do pressionamento das partculas ulso de ar e gua da massa do solo (diminuio do ndice de vazios). : : ncia de ruptura dos solos, sob a aco de cargas externas. ncia de ruptura dos solos, sob a aco de cargas externas. veis variaes volumtricas, quer pela aco de cargas, quer pela aco da nte, percole pela sua massa. veis variaes volumtricas, quer pela aco de cargas, quer pela aco da nte, percole pela sua massa. os solos, pela reduo do coeficiente de permeabilidade, resultante do menor os solos, pela reduo do coeficiente de permeabilidade, resultante do menor

- II.6 -

Com as consideraes acima transcritas, fica patente que dois factores so fundamentais na compactao: o teor de humidade do solo e a energia empregada na aproximao dos gros e que se denomina de energia de compactao.

Foi o engenheiro americano Proctor que, em 1933, pela primeira vez, estabeleceu a correlao entre os parmetros que influem decisivamente na reduo do ndice de vazios, ou seja, no aumento do peso especfico. Proctor verificou que na mistura de terra com maiores quantidades de gua, quando compactada, o peso especfico aparente da mistura aumentava, porque a gua, de certa forma, funcionava como lubrificante (aproximando as partculas), permitindo melhor entrosamento e reduo do volume de vazios.

Num certo ponto, atingia-se um peso especfico mximo, a partir do qual, ainda que se adicionasse mais gua, o volume de vazios passava a aumentar.

A explicao desse facto reside em que as quantidades adicionais de gua, aps o ponto citado, ao invs de facilitarem a aproximao dos gros, fazem com que estes se afastem, aumentando novamente o volume de vazios e causando o decrscimo dos pesos especficos correspondentes.

2.4.2 Empolamento

Chama-se empolamento ao aumento de volume, que varivel segundo a natureza do terreno, motivado pela desagregao das terras removidas. Assim, um cubo de terra extrada de um desaterro, superior cubagem de escavao resultante. Os materiais de forma regular e grandeza constante produzem vazios, podendo alcanar 40 a 50% do volume escavado. Se os materiais so mais midos preenchendo melhor os vazios, aquele coeficiente baixa rapidamente, sobretudo depois de algum tempo decorrido, ou se est a chover quando se est a aterrar, ou chove pouco depois. Tomando como base o estado higromtrico dos vrios terrenos, o aumento do volume em aterros arenosos e de terra ordinria pode atingir 10%; em terrenos de argila e nos calcrio 15%; e nas rochas fragmentadas com explosivos, cerca de 30 a 40%. Excepcionalmente pode atingir 50% para alguns fragmentos de rocha. A chuva sempre o factor mais poderoso para abater estes terrenos, mas quando se trata de terras argilosas, facilmente solveis na gua, pode suceder que essa gua forme poas que so sempre prejudiciais ao aterro. Procura-se evitar este inconveniente reduzindo os vazios, desfazendo os torres e espalhando as terras por camadas pouco espessas. Depois do assentamento, o empolamento reduz-se a cerca de 5% para terra mais ou menos solta, e a 20% para as rochas brandas.

2.4.3 Compactao dos aterros

Se executarmos o aterro com material muito hmido, haver mais tarde a possibilidade de grande perda de gua por evaporao, favorecendo a contraco que se manifesta atravs de trincas, fissuras, etc. Ao contrrio, se o executarmos com solo muito seco, haver grande probabilidade de absoro de gua e o consequente inchamento.

Os trabalhos de aterro requerem certas precaues porque se o terreno mais ou menos permevel, deve preparar-se de maneira a esgotar com facilidade as guas acumuladas, quer por meio de regos ou valetas a pouca profundidade, quer por meio de uma drenagem apropriada. Deve tambm procurar-se impedir que as guas vindas de outro terreno situado num plano superior, atravessem esses drenos, para que no arrastem as terras consigo, o que traria como consequncia um assentamento grande.

A impermeabilizao do solo do aterro, dependendo do seu coeficiente de permeabilidade, diminui indirectamente com o ndice de vazios, isto , quanto maior a reduo deste, menor a permeabilidade.

O emprego de equipamentos mecnicos na compactao visa transferir certa quantidade de energia mecnica gerada na mquina para o solo que o sustm.

Existem quatro formas de transferncia de energia para o terreno: a) Compresso Consiste na aplicao de uma fora (presso) vertical, oriunda do elevado peso prprio do equipamento, obtendo-se a compactao pelos esforos de compresso gerados na massa superficial do solo. b) Amassamento o processo que combina a fora vertical com uma componente horizontal, oriunda de efeitos dinmicos do movimento do equipamento ou de eixos oscilantes. A resultante das duas foras conjugadas provoca um adensamento mais rpido, com menor nmero de passadas. c) Vibrao consiste numa fora vertical aplicada de maneira repetida, com frequncias elevadas, superiores a 500 golpes por minuto. Isto significa que fora vertical se soma uma acelerao produzida por uma massa excntrica que gira com determinada frequncia.

- II.7 -

d) Impacto Resulta de uma aco semelhante da vibrao, diferenciando-se, apenas, pela baixa frequncia da aplicao dos golpes (menos do que 500 golpes por minuto). A cada processo correspondem equipamentos apropriados compactao, utilizando-se diversas

formas de transferncia de energia.

Figura II.6 - Cilindros pneumticos

Figura II.7 Cilindro em rede

Figura II.9 Compactador vibratrio Figura II.10 Cilind

Figura II.8 - C

A compresso obtida pelos rolos compressores de rodas metlicas,

prprio, e cuja superfcie de contacto bastante pequena, gerando-se por cocontacto elevadas que produzem o adensamento.

Figura II.11 Cilindro de trs rodas Figura II.12 Cilindro

Afundamento

P

Superfcie de contacto

Figura II.13 Incio da compactao

- II.8 -

ompactador

ros ps de carneiro

dotadas de grande peso nsequncia, presses de

de trs eixos

- Sc

resso de contacto

Entretanto, as presses elevadas so obtidas apenas no fim da operao de compactao. De incio, como o solo apresenta baixa capacidade de suporte, h um afundamento pronunciado das rodas metlicas e um aumento da superfcie de contacto, reduzindo sensivelmente as presses, Com o decorrer do processo, o afundamento diminui, aumentando a presso.

h

P

Figura II.14 - Fim da compacta

Disso resulta a aplicao de presses elevadas no topo

camadas mais profundas, resultando na falta de homogeneidadpequena altura da camada atingida. Por essa razo desaconselhtipo de equipamento. Ele aplicvel com sucesso no adensamehidrulico, brita graduada, etc.),

A compactao por amassamento obtida pelos rolos pneurolos ps de carneiro (ver figuras), especialmente os autopropelidtambor e nos quais se faz presente a conjugao dos esforos vertic

O adensamento por vibrao obtido com rolos vibratriona faixa de frequncias de 900 a 2000 golpes por minuto e com maior rendimento de compactao obtm-se quando a vibraooscilao do material constituinte do terreno e a frequncia utilizad

A compactao por impacto faz-se ocasionalmente, qequipamentos, empregando-se a energia proveniente da queda domecnico).

2.4.4 Factores que influem na compactao

2.4.4.1 Humidade do solo

Os solos em seu estado natural apresentam-se, muitas vezpocas de poucas chuvas) ou muito superior (durante o perodo de

Examinando-se a curva de compactao, verifica-se qequipamento fornea suficiente energia de compactao, no semximo.

Ser necessrio, ento, efectuar-se a correco do teor de hhiptese de o solo estar muito seco, ou pelo arejamento, quando se

A irrigao, se necessria, dever ser feita com camio-tacom bomba hidrulica para garantir a mesma vazo em homogeneizao do teor de humidade em toda extenso da camada

No caso de excesso de humidade, haver necessidade de sebaixe o teor de humidade, at as proximidades do teor ptimo, revde disco, expondo-o aco dos raios solares e do vento, para se o

2.4.4.2 Nmero de passadas

O nmero de passadas o factor que, afectando a produoaument-la ou reduzi-la substancialmente, reflectindo directamenteexecuo.

Com o interesse de determinar o menor nmero de passadesejada, utilizando-se no solo o teor ptimo de humidade,

- II.9 -

Superfcie de contacto - S

c

o

de vnto

moais

de da

ua ap

es chue c

um ennqto. a

olvbt

do n

dare

Sc Sc h > < h

a camada e de presses baixas nas do processo de adensamento e na el a compactao de solos com esse de camadas granulares (macadame

ticos com rodas oscilantes ou pelos s em que a traco se faz atravs do s e horizontais. dos mais diversos tipos, trabalhando terminada amplitude de oscilao. O o rolo entra em ressonncia com a dita frequncia de ressonncia. ndo no se podem utilizar outros arelho de uma certa altura (Ex: sapo

, com humidade muito inferior (nas uvas) ptima. nas duas hipteses, ainda que o onseguir atingir o peso especfico

idade pela irrigao das camadas, na contra muito hmido.

ue, provido de barra de distribuio, do trecho irrigado e conseguir a

rear o material, isto , fazer com que endo-se o solo com arados ou grades

er evaporao rpida.

equipamento na razo inversa, pode o custo do servio e no seu tempo de

s que conduza densidade mxima comenda-se a execuo inicial da

compactao em pistas experimentais para a ajustamento definitivo dos factores, at atingir-se a condio ideal.

No caso de rolos vibratrios, usados em solos granulares, h perigo de, exagerando-se o nmero de passadas, ocorrer o fenmeno de supercompactao que prejudicial compactao e ao prprio equipamento.

2.4.4.3 Espessura da camada

Por razes econmicas, prefervel que a espessura da camada seja a maior possvel. Entretanto, h outros factores em jogo que determinam a altura da camada espalhada, tais como as caractersticas do material e do tipo de equipamento empregado.

No caso de materiais argilo-siltosos, usando-se o rolo p-de-carneiro, recomenda-se que a espessura solta da camada no ultrapasse 20% da altura da pata do rolo.

Para os materiais granulares recomenda-se que sejam usadas camadas de no mximo 20cm compactados.

O que realmente importa que a espessura adoptada, em funo do equipamento usado, garanta a homogeneidade da camada, isto , que se obtenha a mesma densidade em toda a sua massa.

2.4.4.4 Homogeneizao da camada

importante que a camada solta, antes da compactao, se apresente tanto quanto possvel pulverizada de forma homognea, sem presena de torres muito secos, blocos ou fragmentos de rocha. Esse factor assume grande importncia, quando deve ser aumentado o teor de humidade, para se atingir a humidade ptima em todo o volume da camada, pela percolao uniforme da gua.

2.4.4.5 Velocidade de rolagem

Como o rolo p-de-carneiro penetra a certa profundidade na camada solta, a movimentao em velocidade baixa permite a aplicao de maiores esforos de compactao.

Com o adensamento do solo, as patas vo penetrando cada vez menos e a resistncia ao rolamento diminui, permitindo o uso de marchas mais velozes e de menor fora de traco.

2.5 MQUINAS E EQUIPAMENTOS DE TERRAPLENAGEM

Ao longo do tempo, a terraplenagem tem vindo a progredir notoriamente. Um dos pontos mais elevados desta evoluo sucedeu aquando do aparecimento da mecanizao. Antes desta ocorrncia o movimento de terras era executado pelo homem, com o auxlio de instrumentos rudimentares tais como a enxada, a p ou a picareta e carroas ou vagonetas de traco animal para o transporte. Mais tarde a industrializao e desenvolvimento tecnolgico permitiram o aparecimento de novas mquinas cuja alta eficincia se traduzia numa grande produtividade.

Nos dias de hoje a terraplenagem realizada com equipamentos mecanizados, permitindo economizar muito tempo.

Para executar as tarefas referentes ao movimento de terras existe uma grande diversidade de equipamentos, tornando-se necessrio classific-los. A classificao que ser seguida a que Rego Chaves apresentou no seu livro "Terraplenagem mecanizada".

No quadro I sero mencionados todos os tipos de equipamentos, bem como as suas tarefas mais frequentes e exemplos de mquinas que pertencem a cada unidade.

Para escolher a mquina mais indicada para desempenhar uma determinada tarefa, torna-se necessrio, devido multiplicidade de mquinas existente, proceder a uma avaliao pormenorizada de alguns aspectos preponderantes.

So trs os factores que mais condicionam a seleco do equipamento: factores naturais, de projecto e econmicos.

No que diz respeito aos factores naturais, estes podem ser a topografia do terreno, a natureza do solo e o regime das chuvas. Quando o terreno muito acidentado, existem determinados equipamentos que no tm potncia ou aderncia para ultrapassar essa adversidade. Se os solos em causa possurem

- II.10 -

uma baixa capacidade de suporte aconselhvel a utilizao de mquinas de esteira em detrimento das mquinas de pneus. Quando a precipitao frequente nas zonas onde feita a terraplenagem, as mquinas de esteiras prevalecem mais uma vez.

Ao mencionar os factores de projecto pretende-se realar a notabilidade do volume a ser movido e da distncia de transporte na escolha dos equipamentos. Quando o volume de terras a ser movido elevado ou somente significativo, o custo maior. Devido a esse facto utilizam-se mquinas com maior qualidade e em maior nmero. Se pelo contrrio, os volumes so reduzidos utilizam-se mquinas que no produzam tanto e sejam mais econmicas. No vivel o uso de equipamentos de grande produtividade em trabalhos pequenos. Os custos de transporte para mdias e grandes distncias representam o custo maior da produo. Quando a distncia de movimento de terras tiver estas dimenses, deve-se optar por mquinas de baixo custo e que transportem uma quantidade maior de material.

Os factores econmicos assumem, nos dias de hoje, um predomnio muito elevado em todos os projectos. Relativamente escolha dos equipamentos so feitos estudos para encontrar um conjunto de mquinas que permitam alcanar um menor custo e satisfaam as exigncias da obra.

QUADRO I UNIDADES CARACTERSTICAS E FUNES EXEMPLOS

DE TRACO

Mquina elementar da terraplenagem, que pode ser adaptada com implementos para executar diferentes tarefas. As suas principais caractersticas so: esforo tractor, velocidade, aderncia, flutuao e balanceamento. Existem tractores de esteira e tractores de pneus. Os primeiros so mais indicados para esforos elevados, onde o terreno tem declive acentuado. Quando a topografia do terreno favorvel, so mais aconselhveis os tractores de pneus, pois a velocidade uma das suas melhores caractersticas.

- Tractor de esteira - Tractor de pneus

ESCAVO EMPURRADORAS

Estas unidades tm como funo escavar e empurrar a terra. So constitudas por um tractor que possui uma lmina como implemento. As lminas podem ser de diferentes tipos: com accionamento hidrulico, recta ou fixa, angulvel e inclinvel.

- Tractor de lmina ou "bulldozer"

ESCAVO TRANSPORTADORAS

So mquinas que podem executar as quatro operaes bsicas da terraplenagem. No entanto s aconselhvel a sua utilizao quando o material de consistncia mdia assim como a distncia de transporte no deve ser muito elevada.

- Scraper rebocado (figura II.17)

- Scaper automotriz ou motoscraper (figura II.18)

ESCAVO CARREGADORAS

As operaes executadas por estas mquinas so apenas duas: a escavao e o carregamento sobre outro equipamento, no servindo para o transporte de terras. A carregadeira de pneus possui mais velocidade e mobilidade relativamente carregadeira de esteiras, mas em contrapartida esta revela-se mais apta para esforos de traco e trabalhos sob a chuva. A escavadeira pode ser montada sobre esteiras, pneus e trilhos. Este tipo de mquinas executa trabalhos diferentes mediante a lana que lhes aplicada.

- Carregadeira de esteiras (figura II.19)

- Carregadeira de pneus (figura II.20)

- Escavadeira (figura II.21 e II.22)

APLAINADORAS

s unidades aplainadoras compete-lhes o acabamento final da terraplenagem, ou seja, elas espalham a terra e regularizam o terreno. Aps esta etapa ser efectuada a compactao. Uma das suas caractersticas mais evidentes a preciso de movimentos.

- Motoniveladora (figura II.23)

DE TRANSPORTE

Estes equipamentos so usados quando as distncias a percorrer so significativas e as unidades escavo- transportadoras se tornam demasiado dispendiosas para executar a tarefa em causa. As unidades de transporte apresentam um custo mais reduzido e a sua velocidade de execuo maior.

- Camio basculante (figura II.24)

- Vages (figura II.25)

- Dumper (figura II.26)

- Camio fora de estrada (figura II.27)

- II.11 -

COMPACTADORAS

So utilizadas exclusivamente para o adensamento dos solos e na reduo do nmero de vazios, isto , so as responsveis pela compactao do terreno.

- Rolo de p de carneiro (figura II.28)

- Rolo vibratrio (figura II.29)

- Rolo pneumtico (figura II.30)

- Rolo combinado - Rolo especial

ESCAVO ELEVADORAS

Este tipo de mquinas s se utilizam quando o volume de terras muito grande, as condies topogrficas do terreno so desfavorveis e o solo no apresenta um grau de compactao muito alto. Estes equipamentos apresentam custos muito elevados, pelo que s so usados em situaes peculiares.

- Escavo-elevadora (figura II.31)

Figura II.15 - Scra

Figura II.16 - Scaper automo

Figura II.17 - Carregadeira

- II.12 -

1 - Engate 2 - Pescoo 3 - Braos laterais de suspenso 4 - Roldana e cabos de sustentao 5 - Articulao 6 - Articulao dos braos de suspenso 7 - Avental - movimentos de abertura e fechamento

per rebocado

triz ou motocraper

de esteiras

Figura II.19 - Escavadeira montada

sobre esteiras Figura II.18 - Carregadeira de pneus

Figura II.21 - Motoniveladora

Figura II.20 - Escavadeira montada sobre pneus

Figura II.22 - Camio basculante

Figura II.23 - Vago

- II.13 -

1 - Bscula 2 - Tampa traseira da bscula 3 - Pisto de levantamento e

bomba hidrulica 4 - card de transmisso 5 - Chassis principal 6 - Proteco da cabine

Figura II.24 - Dumpers

Figura II.25 - Camio fora de estrada

Figura II.26 - Rolo p de carneiro

Figura II.28 -

Figura II.27 - Rolo vibratrio Figura II.29 - Escavo-elevadora

- II.14 -

1 -Tambor 2 - Eixo 3 - Quadro de suporte 4 - Engate

Rolo pneumtico

1 -Lmina de corte e boca de ataque 2 - Esteira elevatria 3 - Conexo com tractor rebocador 4 - Motor accionamento 5 - Esteiras de suporte 6 - Vago transportador

2.6 SEGURANA

Durante o processo de movimento de terras indispensvel obedecer a um quadro de segurana ajustado a cada obra em particular, no qual os principais problemas que surgem so:

Segurana do equipamento utilizado na construo; Segurana das pessoas envolvidas na obra; Segurana da prpria obra;

Em relao segurana do equipamento de construo e do pessoal, devem ser respeitadas um conjunto de regras e imposto um determinado comportamento para que esta esteja presente e sobreviva ao longo do tempo de vida da obra.

Em concreto, no que respeita execuo de obras de movimentos de terras necessrio tomar medidas provisrias e com efeito imediato.

Quando nas escavaes o perfil definitivo do terrapleno executado com um ngulo convenientemente escolhido (tendo em conta os assentamentos) no h necessidade de tomar nenhuma medida de precauo especial. No entanto se no for esta a situao, ter que existir um enorme cuidado para que em nenhuma fase de execuo, os taludes sejam demasiado acentuados de modo a evitar acidentes que podem ser muito graves (caso do desprendimento). Quando o aterro feito num plano inclinado, podem ocorrer escorregamentos. Para evitar que tal suceda, corta-se o terreno em degraus de meio metro de altura e de largura, conforme a inclinao do terreno, e deixando as terras provenientes deste corte no seu lugar, para que as do terreno se misturem com elas. As aterros fazem-se geralmente para camadas de 0,20m, que se batem a mao ou se calcam com um cilindro compressor, em seguida rega-se e lana-se nova camada da mesma espessura que se maa e se rega novamente, continuando a fazer-se estas operaes at o aterro estar completo. Sempre que este feito em terras arenosas basta regar profusamente as diversas camadas para que assentem devidamente. Toda a passagem dos veculos empregados nestes trabalhos deve fazer-se sobre o terreno j aterrado para ajudar a calc-lo.

No caso de ser notada percolao em alguns taludes, haver necessidade de ser realizadas operaes de saneamento dos mesmos.

Para evitar acidentes tambm indispensvel limitar a circulao, nas proximidades das escavaes, das mquinas de movimentos de terra ou camies pesados.

Na construo das fundaes das estruturas necessrio realizar escavaes provisrias que posteriormente so aterradas. Estas escavaes executam-se segundo um talude acentuado tanto quanto possvel, no intuito de minimizar o volume dos movimentos de terras, justificando-se assim o uso de entivaes dos mesmos.

Todos estes factores devem estar presentes em cada obra para que a mesma decorra com condies de segurana para todas as partes envolvidas.

- II.15 -