EUVG PARQ 5

TECNOLOGIAS E MATERIAIS E TÉCNICAS DE CONSTRUÇÃO III

EUVG PARQ 5 TMTC III

17.10

MODELAÇÃO DO TERRENO E CÁLCULO DO VOLUME DE TERRAS

AMRP-AP

OBJECTIVOS

Conhecer o terreno natural para o poder reproduzir

Naturalizar – regra geral – sem excluir modelações mais afirmativas ou land-art

Reconhecer a “assinatura” de algumas modelaçõesNaturais: colinas, colos, vales, cristas, escarpas, relevo concavo e convexoArtificiais – estradas, valas e valetas, passeios, caminhos, encontros com

escadas, muros, PH’s, pontes, cortes de estrada

Condicionantes à modelaçãoGeológicas – na escavação – rocha dura, freáticos, argilas, areias, …Aterro – Bancadas calcárias, bolsas de argila, interrupção de escorrências

DUAS SITUAÇÕES LIMITE:

TERRENOS DEMASIADAMENTE PLANOS

• Dificuldade geral de drenar – funcionamento com pendentes mínimas

• Qualquer aterro cria uma barreira à drenagem – dificuldade de refazer encontros (especialmente na presença de árvores)

• Necessidade de recurso a bombagens em urbanização.

DUAS SITUAÇÕES LIMITE (cont.):

TERRENOS DEMASIADAMENTE DECLIVOSOS

• Dificuldade de criar situações de aplanação

• Dificuldade em realizar os encontros com o terreno em taludes suaves

• Necessidade de recurso a muros de contenção

• Necessidade de controlo da escorrência – valas de corte de águas

• Necessidade de recurso a caixas de queda

• Necessidade de controlo de pontos baixos para evitar recurso abombagens

COMO MODELAMOS?

ESCAVAÇÃOquando se deseja estabelecer a cota deprojecto abaixo do terreno natural.

ATERROquando se deseja elevar a cota de projectoacima do terreno natural.

COTA VERMELHAé a distância vertical entre o eixo do percurso considerado e o nível doterreno.

CÁLCULO DE VOLUME DE TERRAS – Pressupostos

•Considera-se que as terras obtidas de escavação possuem as propriedadesnecessárias para serem usadas em aterro

•Geralmente não de considera:•Decapagem – Retirar terra vegetal e raízes para regularização do terreno antes daimplantação e da movimentação de terras

• Considera-se:•Empolamento – Aumento do volume de terras depois de colocação em aterroe compactadas (Vf > Vi)•Compactação – Diminuição do volume de terras depois de colocação ematerro e compactadas (Vf < Vi)

• estes dois fenómenos são contrários, mas não se compensam necessariamente,dependem muito da natureza dos solos

EMPOLAMENTOS

Ao escavar um solo vamos obter um volume 10 a 50% superior para efeitos detransporte, ao compactar o mesmo volume vamos obter um volume 1 a 8% superior aoinicial, isto porque, mesmo com uma boa compactação, não se volta a conseguir amesma densidade do terreno original.

MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA

O plano de modelação só está completo quando forem estimados os volumes de terras, quer de aterro, quer de escavação.Um dos grandes objectivos é saber dosear os volumes de escavação e os de aterro, de forma a minimizar a movimentação de terras. Isto depende do objectivo de projecto, das condições do terreno e do tipo de solo.

Nas movimentações de terras há, geralmente, um volume de solo perdido por erosão ou por espalhamento, na ordem dos 5-10%.

Existem alguns métodos para a sua determinação:

• Áreas• Perfis• Quadrícula

MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA

MÉTODO DAS ÁREAS

NO CÁLCULO PELO MÉTODO DAS ÁREAS MEDE-SE A ÁREA QUECOMPREENDIDA ENTRE A CURVA EXISTENTE E A CURVA PROPOSTA EMULTIPLICA-SE PELA EQUIDISTÂNCIA VERTICAL – PROCEDE-SE DESTE MODOPARA AS ÁREAS EM ATERRO E EM ESCAVAÇÃO SEPARADAMENTE.

MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA

MÉTODO DOS PERFIS

O CÁLCULO PELO MÉTODO DOS PERFIS PARTE DO PRINCÍPIO QUE OS VOLUMESPODEM-SE APROXIMAR A MASSAS DE PRISMÓIDES.UM PRISMÓIDE É UM VOLUME DE LADOS PARALELOS OU TOPOS COMVALORES DE ÁREAS DIFERENTES.

ASSIM, CALCULA-SE O VOLUME FAZENDO A MÉDIA DAS ÁREAS DAS FACESPARALELAS E MULTIPLICANDO PELA DISTÂNCIA ENTRE ELAS.

MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA

MÉTODO DA QUADRÍCULA

O cálculo pelo método da quadrícula baseia-se na decomposição de um sólidocujo volume deseja-se calcular em sólidos menores, mais fáceis de calcular ovolume.Estes sólidos são normalmente de base quadrada.

Para realizar o cálculo do volume faça-se a seguinte consideração: imagine-seum sólido de base quadrada e área igual a Q e arestas verticais com alturas Z1,Z2, Z3 e Z4.

O volume deste sólido será dado pelo produto da área da base pela média dasalturas das arestas, conforme mostra a equação seguinte

MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA

MÉTODO DA QUADRÍCULA

MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA

MÉTODO DA QUADRÍCULA

Na prática o terreno é dividido numa malha regular e cada ponto desta malhatem a sua cota calculada por algum método de nivelamento.Então é definida a cota de escavação, ou seja a cota em que o terreno deveráficar após a movimentação de terras. A partir destas informações é possívelcalcular as alturas dos sólidos para o cálculo do volume.

Vamos imaginar que queremos calcular o volume de escavação de um terreno hipotético de 10x10m, cujas cotas dos cantos são dadas (figura a).

MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA

MÉTODO DA QUADRÍCULA

Vamos imaginar que queremos calcular o volume de escavação de um terreno hipotético de 10x10m, cujas cotas dos cantos são dadas (figura a).

Num primeiro momento queremos calcular o volume de escavaçãonecessário para deixar o terreno plano na cota 85m.

No primeiro caso há que calcular o volume de um sólido, conforme mostra afigura b. Para o ponto A o sólido terá uma aresta igual a 2m, resultado dadiferença entre a cota do ponto A no terreno (87m) e a cota do plano em quevai ficar o terreno (85m).Para os demais pontos o raciocínio é o mesmo para a determinação das alturasdas arestas do sólido. O volume de escavação será de 225m3.

O volume de escavação será de 225m3

Para uma malha de pontos podemos calcular o volume de cada célula damalha e depois somar todos os volumes.

V= (10*10).[(3+3+2+1)/4]

V= 100.2,25

V= 225 m3