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UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI – URCA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT
DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL CURSO DE TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL
HABILITAÇÃO EM TOPOGRAFIA TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
TERRAPLANAGEM DAS VIAS DO CONDOMINIO CIDADE KARIRIS – JUAZEIRO DO NORTE - CE
WELLINGTON CORTEZ DE ALENCAR
JUAZEIRO DO NORTE, CE 2015
WELLINGTON CORTEZ DE ALENCAR
TERRAPLANAGEM DAS VIAS DO CONDOMINIO CIDADE KARIRIS – JUAZEIRO DO NORTE CE
Monografia apresentada ao curso de Tecnologia da Construção Civil da Universidade Regional do Cariri (URCA), como requisito para obtenção do grau de tecnólogo em construção civil, habilitação em Topografia.
Orientador: Prof. Esp. Gilvan Luiz de Melo
JUAZEIRO DO NORTE
2015
WELLINGTON CORTEZ DE ALENCAR
TERRAPLANAGEM DAS VIAS DO CONDOMINIO CIDADE KARIRIS – JUAZEIRO DO NORTE CE
BANCA EXAMINADORA
PROF. ESP. GILVAN LUIZ DE MELO (ORIENTADOR)
PROF. MsC JEFFERSON LUIS ALVES MARINHO (AVALIADOR)
PROF. ESP. VANGIVALDO DE CARVALHO FILHO (AVALIADOR)
Monografia aprovada em ____/____/2015, com nota_____.
JUAZEIRO DO NORTE 2015
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a minha família, Em especial a minha esposa Alana Roberta,
E a meus filhos pelo apoio e compreensão demostrado nesses anos de faculdade.
É por vocês que estou aqui, é por vocês que irei vencer E é a vocês que eu dedito essa vitória.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus pelo dom da vida e pela força espiritual para a
realização desse trabalho
A todos os professores do curso de tecnologia da construção civil pelos
ensinamentos. Em especial ao orientador professor Gilvan Luiz de Melo e aos
professores Jefferson Luiz Marinho e Vangivaldo pela colaboração e estimulo
fundamental para a realização desse trabalho
Aos meus pais: Antônio Cortez e Alaíde Cortez de Oliveira, hoje em outra
dimensão, mas continuam em minha vida. A minha esposa, Alana Roberta
Lustosa de Macêdo, que sempre esteve do meu lado me dando apoio e
estimulando para que concluísse esse curso, segurando sempre a barra com
nossas duas filhas, sempre que precisava me ausentar para realizar o sonho e
me formar.
Aos meus filhos, pois sem sombra de dúvida foram responsáveis por este
sucesso.
Aos funcionários da coordenação do curso de tecnologia da construção civil,
presença constante em nossa vida acadêmica.
Enfim, aos meus amigos que nunca estiveram ausentes, agradeço a amizade e
o carinho que sempre me disponibilizaram.
“Quando nada parece dar certo, vou ver o cortador de pedras martelando sua rocha sem que uma única rachadura apareça. Mas na centésima primeira martelada a pedra se abre em duas, e eu sei que não foi aquela que coseguiu isso, mais todas as que vieram antes”.
Jacog Riis
RESUMO
A execução de atividades de engenharia está em constante evolução
tecnológica, essa evolução é necessárias para o crescimento dessa atividade
que vem sendo cada vez mais solicitada. Neste trabalho foi acompanhada a
execução de uma obra de terraplanagem de um condomínio localizado na
cidade de Juazeiro do Norte, juntamente esse trabalho se desenvolvel com
uma revisão de bibliografia, foi abordado um histórico sobre a evolução da
topografia e dos equipamentos utilizados nesse ramo. De acordo com o estudo
de caso e a metodologia empregada que teve como base uma revisão de
literatura e confronto entre a teoria e a prática, pode-se observar com clareza
como é fundamental a execução de uma boa terraplanagem, pois são sobre
esses terrenos que a futura obra será desenvolvida, podendo assim se chegar
ao mais próximo possível dos objetivos desse estudo, sendo dentre eles o de
se poder confrontar teoria e prática.
Palavras-chave: terraplanagem, topografia, movimenta de terra,
equipamentos, loteamento, nivelamento planialtimétrico.
ABSTRACT
The execution of engineering activities are in constant technological evolution,
this change is necessary for the growth of this activity is being increasingly
requested. This work accompanied the execution of an excavation work of a
condominium located in the city of Juazeiro along this work is desenvolvei with
a literature review, it was approached a history of the evolution of the
topography and the equipment used in this industry. According to the case
study and the methodology that was based on a literature review and
confrontation between theory and practice, it can be seen clearly how to run a
good leveling is essential, as they are on the subject of land that future work will
be developed, thus being able to get as close as possible to the objectives of
this study, and among them to be able to confront theory and practice.
Keywords: excavation, surveying, earthwork, equipment, subdivision, planialtimetric leveling.
SUMÁRIO
1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS 11
1.1 INTRODUÇÃO 11 1.2 CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA 12 1.3 OBJETIVO GERAL 12 1.4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 13
2. LEVANTAMENTOS TOPOGRÁFICOS 14
2.1 NIVELAMENTO TOPOGRÁFICO 14 2.1.1 NIVELAMENTO TRIGONOMÊTRICO 15 2.1.2 NIVELAMENTO GEOMETRICO 15 2.2 O QUE É TOPOGRAFIA 16 2.2.1 A IMPORTANCIA DA TOPOGRAFIA 16 2.2.2 DEFINIÇÕES DO USO DA TOPOGRAFIA 16 2.3 APARELHOS UTILIZADOS 17 2.3.4 ESTAÇÃO TOTAL 17 2.3.5 NIVEIS 18 2.3.6 GPS 19 2.3 EVOLUÇÃO DOS EQUIPAMENTOS TOPOGRÁFICOS 19
3. DEFINIÇÃO DOS SOLOS 22
3.1 TIPOS DE SOLO 23
4. LOTEAMENTOS 24
5. TERRAPLENAGEM 26
5.1 ATIVIDADES PRELIMINARES 26 5.1.1 ABERTURA E MELHORIA DE CAMINHOS DE SERVIÇO 26 5.1.2 DESMATAMENTO, DESTOCAMENTO E LIMPEZA 26 5.2 EXECUÇÃO DA TERRAPLENAGEM 26 5.3 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS ESCAVADOS 28 5.3.1 MATERIAL DE 1ª CATEGORIA 28 5.3.2 MATERIAL DE 2ª CATEGORIA 28 5.3.3 MATERIAL DE 3ª CATEGORIA 29 5.4 LEGISLAÇÃO AMBIENTAL 29 5.5 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 30 5.6 PATOLOGIAS QUE PODEM OCORRER DEVIDO A TERRAPLANAGEM 31 5.6.1 FUNDAÇÕES SOBRE ATERROS 31 5.6.2 RECALQUE DO CORPO DO ATERRO 31 5.6.3 ATERRO SOBRE SOLOS MOLES 32 5.7 CASOS ESPECIAIS 32
5.7.1 INFLUÊNCIA DE VEGETAÇÃO 32 5.7.2 COLAPSIDADE 33 5.7.3 EXPANSIBILIDADE 33
6. CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS 34
6.1 UNIDADES DE TRAÇÃO (TRATORES) 34 6.2 UNIDADES ESCAVO EMPURRADORAS 35 6.3 UNIDADES ESCAVO TRANSPORTADORAS 36 6.4 UNIDADES ESCAVO CARREGADORAS 37 6.4.1 CARREGADEIRAS 37 6.4.2 ESCAVADEIRAS 37 6.5 UNIDADES APLANADORAS 38 6.6 UNIDADES DE TRABSPORTE 39 6.7 UNIDADES DE COMPACTADORAS 40 6.7.1 ROLO PÉ DE CARNEIRO 40 6.7.2 ROLO DE PNEU 41 6.7.3 ROLO LISO 42
7. METODOLOGIA 43
7.1 USO DA TOPOGRAFIA EM OBRAS CIVIS 43 7.1.1 A FUNÇÃO DA TOPOGRAFIA NA OBRA CIVIL 43 7.2 CARACTERIZAÇÃO DO ESTUDO DE CASO 43 7.2.1 A EMPRESA 44 7.2.2 O EMPREENDIMENTO 44 7.2.3 JUAZEIRO DO NORTE 44 7.3 EXECUÇÃO DA TERRAPLANAGEM 45
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS 49
8.1 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES 49
9. REFERENCIAS 51
10. ANEXOS 53
11
1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS
1.1 Introdução
A topografia é a ciência utilizada para determinar medidas de área e
perímetro, orientações, variações em relevo e outras aplicações dessa
natureza. Tem fundamental importância em vários ramos que necessitem da
sistematização de terrenos para a realização de seus projetos, como é o caso
da engenharia civil, que utiliza as ferramentas topográficas para levantamentos
planialtimétricos e determinação dos volumes de corte e aterro para realizarem
a terraplenagem nos projetos executados pela construção civil.
O topógrafo trabalha com base para que qualquer projeto e de obra
realizada por engenheiros ou arquitetos se realize. Assim, é fundamental o
conhecimento pormenorizado do terreno no qual será construído tal obra,
podendo ser estas edificações ou pavimentações, e no campo, como é o caso
dos projetos de irrigação e plantios em curva de nível. O topógrafo conhece os
métodos e os instrumentos que permitem se conhecer o terreno e implantar a
futura obra, da melhor forma possível.
A terraplanagem também conhecida como movimento de terra é
uma atividade importante e fundamental para obras de engenharia, pois se
trata de preparar o terreno para materialização do projeto independente da
obra. Seu estudo se faz ainda mais relevante em um país de dimensões
continentais como o Brasil, onde há grande necessidade de ampliação da
infraestrutura de transportes (rodovias, ferrovias e aeroportos), diversas e
remotas áreas para exploração de atividades de mineração e com um amplo
potencial hidro energético e agroindustrial. Mediante isso se torna
indispensável um grande conhecimento sobre as aplicações das metodologias
desse serviço pelo profissional, para que assim a viabilidade da obra sejam
mantidos.
Ester trabalho está estruturado conforme as seguintes etapas,
apresentação do tema, e qual sua importância; suas definições, conforme
estudado na revisão de biografia, e o estudo de caso onde será abordado a
empresa, equipamentos de terraplanagem, e o acompanhamento da execução
da terraplenagem.
12
1.2 Caracterização Do Problema
Estudos já realizados sobre o tema mostram que terrenos que
necessitam de terraplanagem apresentam características próprias depois da
execução desse serviço, e por isso necessita-se que o trabalho de
terraplenagem seja executado da melhor forma possível, evitando assim
futuras patologias.
Fundações executadas sobre terrenos aterrados podem apresentar
problemas, e essas características nem sempre são analisadas pelos
profissionais, Souza (2012).
Segundo Militisky, Consoli, Schnaid (2008), os recalques de
fundações assentamentos sobre aterros podem ter três causas distintas:
Deformação do corpo de aterro por causa do seu peso próprio,
bem como por carregamento provocado pela fundação ao
transferir a carga da superestrutura.
Deformação no solo natural localizado abaixo do aterro, em razão
do acréscimo de tensões ocasionado pelo peso próprio do aterro
e pelas cargas da superestrutura.
Nos casos de execução de aterros, ou carregamento externos
sobre lixões ou aterros sanitários desativados, os mesmos
estarão sujeitos a ações bioquímicas decorrentes da degradação
da matéria orgânica de seus componentes.
1.3 Objetivo geral
Este trabalho tem como objetivo mostrar a utilização apropriada dos
dispositivos de terraplanagem na construção das ruas do condomínio, Cidade
Kariris, relatando opiniões, possíveis soluções relacionados diretamente a
processos que envolvem um projeto de terraplenagem.
13
1.4 Objetivos Específicos
Contribuir para um projeto de terraplanagem real;
Realizar revisão bibliográfica das teorias consagradas de
mecânica dos solos, bem como, os procedimentos para executar
terraplanagem.
Acompanhar a execução da respectiva obra de terraplenagem;
Apontar a importância de realizar terraplanagem;
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2. LEVANTAMENTOS TOPOGRAFICOS
2.1 Nivelamento topográfico
Ao abordar o assunto de levantamentos topográficos é importante
abordar quais os tipos de medição são necessárias para a realização do
levantamentos topográficos.
Atendendo à definição de campo topográfico - área da superfície
terrestre em torno dum ponto onde a esfera local pode ser aproximadamente
identificada ao plano tangente nesse ponto, podemos então, considerar a
Geometria Plana como a ferramenta matemática fundamental, que relaciona
aquilo que se mede - observação (relação geométrica entre pontos do espaço)
e aquilo que se pretende obter - coordenadas dos pontos, MILITITSKY (2008)
A medição direta surge quando se mede diretamente a grandeza
que se pretende obter (ex: medição de uma distância com fita métrica), a
medição indireta surge quando a grandeza que se pretende é obtida a partir de
uma outra grandeza medida (ex: medição de uma distância com um
distanciómetro, obtida a partir da comparação de fase de uma onda
eletromagnética ou a partir do tempo de percurso de um impulso), ou ainda,
quando o valor final da medição resulta de algum tratamento numérico sobre a
medição direta efetuada, como seja, a correção de erros associados às
medições.
Para a designação de medição é usado com frequência a
designação de observação, termo esse usado também por nós mais à frente
neste nesse mesmo contexto de medição. Para estabelecer entre nós a
diferença dos termos, podemos considerar a observação como o ato de
observar ou medir uma dada grandeza usando o equipamento apropriado,
incluindo em si as operações preliminares da própria mediação. Ao respectivo
valor numérico que resulta da observação, designamos por “observável” ou
“medida”, ou simplesmente, mas de forma menos correta, por observação.
O nivelamento é a operação de altimetria que permite determinar as
distâncias verticais entre planos horizontais, ou entre superfícies de nível
(superfícies equipotenciais). Permite ainda, a atribuição de valores de altitude
absoluta, por transporte de cotas (altitudes relativas ao nível médio das águas
do mar).
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Os diversos tipos de nivelamento baseiam-se em diferentes
princípios e, consoante o princípio, assim se define o método ou o tipo de
nivelamento. Os diferentes tipos de nivelamento iram ser descritos nos
próximos tópicos.
2.1.1 Nivelamento trigonométrico
É um tipo de medição indireta, onde o desnível é determinado à
custa da observação de um ângulo vertical (altura ou distância zenital) e da
distância linear que une os pontos, medidos sobre o plano vertical da estação e
que contém o ponto visado.
É evidente que quando se enreda pela repetitividade das
observações, os resultados obtidos são estatisticamente melhores. No caso do
nivelamento trigonométrico há ainda outra razão, mais importante que a
questão estatística, e que justifica a observação de distâncias zenitais
recíprocas e simultâneas para a melhoria da precisão dos resultados do
nivelamento; essa razão é o facto de com este tipo de observações estar-se a
eliminar os efeitos da refracção e da depressão do horizonte. Esta questão é
de extrema importância pois, as correções em causa são estimativas,
nomeadamente o efeito da refracção que resulta de um modelo, e por isso
encontram-se eivadas de erros.
2.1.2 Nivelamento geométrico
O nivelamento geométrico é um tipo de medição direta, cuja
precisão depende apenas do rigor do aparelho e da graduação da escala das
miras e obviamente, distância entre os pontos.
O desnível entre dois pontos é determinado à custa de uma
superfície de nível de referência, definida pelo plano horizontal que contém o
centro E’ do Nível, colocado num ponto intermédio dos pontos de cota, nos
quais são colocadas as miras.
Atualmente já existem miras de leitura electro-ópticas, munidos de
traços na forma de código de barras, para níveis electrónicos que procedem à
leitura e registo de dados automaticamente.
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Relativamente aos níveis, e em termos de erros de observação,
salienta-se o erro de colimação (linha de pontaria não paralela ao plano
horizontal ou de colimação) derivado a uma desretificação da nivela ou do
sistema de compensação, e que contribui para o erro final do desnível. Quanto
às miras, podem também contribuir para o erro final do desnível devido à sua
má graduação, ou desretificação da graduação.
2.2 O QUE É TOPOGRAFIA
2.2.1 A importância da topografia
A topografia é fundamental em várias áreas mais principalmente no
que se refere a sistematização de terrenos, sendo assim é imprescindível para
a execução de projetos sendo eles horizontais ou verticais. A topografia conta
com o auxílio de equipamentos que vem evoluindo cada vez mais, para que se
obtenha uma maior produtividade, manipulando dados mais precisos em um
menor espaço de tempo e com maior facilidade, visando à melhoria dos
projetos.
Segundo Pinto (2000), a topografia, através de levantamentos, tem
por finalidade determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma
porção limitada da superfície da terra, sem levar em consideração a sua
curvatura. Trata-se de uma ciência aplicada, baseada na Geometria e na
Trigonometria, de âmbito restrito e se incumbe da representação, por meio de
uma projeção ortogonal dos detalhes da configuração do terreno, sejam eles
naturais ou artificiais.
2.2.2 Definições do uso da topografia
A representação das informações planimétricas e altimétricas
obtidas dos levantamentos são descritas em plantas, com a finalidade de
fornecer o maior número possível de informações para efeitos de estudo,
planejamento e viabilização.
A planta planimétrica pode determinar a escolha do melhor traçado e
locação de estradas e vias urbanas.
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Através das plantas faz-se o estudo e largura da faixa de ruas,
estradas e linhas de transmissão.
Determinar áreas de desapropriação, melhores locais para
instalações de torres, postes, centrais de distribuição. É possível estudar
através de plantas o relevo para localização do projeto, determinar os pontos
onde é necessário a utilização de bombas e redução de escoamento.
A topografia da a informação, para o estudo, que futuramente não
venha a trazer danos futuros, com os estudos de levantamentos topográficos
podem ser feitos um planejamento urbano onde podemos estudar e planejar as
direções das vias, estudar e planejar áreas comerciais, residenciais, áreas de
lazer e recreação.
Todos esses processos usam-se de uma variedade de
equipamentos topográficos.
2.3 APARELHOS UTILIZADOS
2.3.1 Estação total
Os instrumentos eletrônicos atualmente mais utilizados em
topografia são designados por estações totais eletrônicas. São constituídos por
um teodolito electrónico e um instrumento de medição electro-óptica (EDM). O
EDM é colocado numa posição concêntrica em relação à luneta do teodolito e
é, nos instrumentos mais recentes, incorporado na própria luneta, formando um
único bloco. Até há bem pouco tempo, era frequente o EDM ser acoplado à
luneta, o que permitia o seu uso quer nos teodolitos electrónicos quer nos
teodolitos ópticos, formando assim, uma estação total semi-eletrônica.
O conceito de estação total não apareceu, ao contrário do que se
possa pensar, na era dos instrumentos electrónicos, pois ele se define como
sendo um instrumento que permite medir, em simultâneo ou em tempo útil, os
ângulos vertical e horizontal e as distâncias. Nos instrumentos ópticos as
lunetas estavam dotadas de traços estadimétricos para possibilitar a medição
de distâncias com o auxílio de estádias (barras de comprimento fixo colocadas
no ponto visado) ou réguas graduadas. Existiam até, aparelhos que permitiam
a redução automática das distâncias ao plano horizontal, eram os chamados
teodolitos autorredutores, de que o RDS da Wild é um exemplo.
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Precisão da estação total utilizada na obra é de 9 segundos, e para
leitura direta de 1 segundo, a mesma tem um alcança de dois mil metros
utilizando um prisma, e de dois mil e setecentos metros, utilizando três prismas,
precisão linear de 3mm + 3ppm, memoria de 8 mil pontos com todos os
atributos, ou 16 mil pontos de coordenadas, ela define até 30 arquivos de obras
separados por arquivos.
O último grito de instrumentos deste gênero vem equipado com
acervo de motores que permitem uma automatização das observações. Foram
concebidos essencialmente para trabalhos de controle de obras de engenharia
e para outro tipo de trabalhos cuja função de instrumentos motorizados poderá
otimizar o trabalho. Nestes aparelhos é também possível introduzir um sistema
de comunicação rádio, ou GSM, e convertê-la numa estação remota,
comandada à distância por computador.
2.3.2 Níveis
O princípio do nivelamento geométrico baseia-se na diferença de
alturas de dois pontos próximos observadas através de uma visada
perfeitamente horizontal e definida por um nível situado entre os pontos. A
precisão do nível utilizado na obra é de 1,5 mm, com aumento de imagem de
32 vezes.
Um nível consiste numa luneta, cujo suporte permite a rotação em
torno do seu eixo principal (coincidente com a vertical) e está munido de três
parafusos calantes; paralelamente ao eixo de colimação (definido pela linha
que une o centro óptico com o cruzamento dos fios do retículo) está acoplada
uma nivela tórica ou um sistema de calagem cuja linha de apoio deve estar
paralela com o eixo de colimação. Sempre que o sistema está nivelado, a linha
de colimação ou de visada está horizontal, permitindo nessa condição proceder
à leitura correta.
O posicionamento das miras graduadas é feito sobre as marcas de
nivelamento em pontos de referências ou de cota, ou sobre sapatas em pontos
de passagem. As sapatas são bases, normalmente metálicas, que servem de
suporte da régua e permite uma justaposição estável para as duas visadas,
frente e retaguarda.
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2.3.3 GPS
O GPS (Global Positioning System) é um sistema de posicionamento
de cobertura global, isto é, possível de ser utilizado em qualquer ponto à
superfície da Terra ou nas suas imediações atmosféricas, e que se baseia na
medição de distâncias através de tempos de percurso e diferença de fase de
sinais eletromagnéticos emitidos por uma constelação de satélites artificiais.
Este sistema desenvolvido pelos Estados Unidos da América, teve
origem num sistema análogo, iniciado em 1960 pela Força Aérea dos E.U.A. e
pela NASA, o sistema TRANSIT. Ele foi concebido, para além dos interesses
de navegação e de estratégia militar, com o objectivo de estabelecer um datum
geodésico global e sua ligação aos data locais. Esta primeira aplicação no
campo da geodesia iniciou-se em 1967. Posteriormente, em 1974, e com o
objectivo de melhorar o sistema, a Secretaria de Estado da Defesa Norte
Americana avança com a ideia do atual sistema GPS, designado por
NAVSTAR GPS (Navegation Satellite Timing and Ranging), mais aperfeiçoado
e mais preciso do que o sistema anterior.
O GSP utilizado na obra foi um do tipo geodésico de marca CHC
X900 e RTK. (figura 16), precisão horizontal “10mm + 1ppm” RMS, e vertical de
“20mm + 1ppm” RMS, com tempo de 10 segundos.
2.4 Evolução dos Equipamentos topográficos
A topografia é uma arte que já é utilizada pelo homem há muito
tempo, mesmo que na sua forma mais rudimentar. Utilizando mecanismos
específicos de medição, os egípcios a aproximadamente 2000 A.C, já
desenvolviam técnicas de medida para descobrir dimensões de terrenos, bem
como desníveis, pois necessitavam disso para delimitar suas áreas.
De acordo com Espartel (1965), os egípcios, os gregos, os árabes e
os romanos nos legaram instrumentos e processos que, embora primitivos,
serviram para descrever, delimitar e avaliar propriedades rurais, com
finalidades cadastrais.
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Espartel (1965) nos diz que, os aperfeiçoamentos da mecânica de
precisão introduzidos nos instrumentos topográficos e o progresso realizado na
parte óptica dos instrumentos deram a topografia o valor que realmente tem
como ciência e como técnica no levantamento topométrico preciso do terreno e
na representação gráfica equivalente, servindo como apoio de qualquer
trabalho de Engenharia e Agrimensura.
De acordo com dados extraídos do Museu da Topografia (2008), a
evolução dos instrumentos topográficos aconteceu ao passo em que o homem
sentia necessidade de aperfeiçoar suas técnicas para obter informações sobre
os terrenos, como área, altitudes, perímetro e informações dessa natureza.
Ainda de acordo com informações do Museu da Topografia (2008), a 3000
A.C., os babilônicos e egípcios utilizavam cordas para a medida de distância,
esse passou por muito tempo sendo o método de medida até que Anaximandro
de Mileto introduziu o “Gnomon”, que era um instrumento constituído apenas
de uma estaca enfiada no chão que produzia uma sombra sobre o solo, e
através da análise dessa sombra foi possível determinar a direção do norte
além do cálculo da circunferência da terra. Seguindo a mesma referência, com
a evolução surgiu a Diopra que tinha seu princípio em um tubo em forma de “U”
com água, que servia para medir ângulos e o nivelamento do terreno.
Com o tempo começaram a ser utilizados equipamentos chamados
de “Chorobates”, ou primeira aproximação de um nível, mas consistia de uma
régua horizontal com sapatas nas quatro pontas, na parte superior da régua
havia um sulco aonde se vertia água para usá-la como nível. A partir daí
surgiram mais aparelhos que eram utilizados para a medição de ângulos como
é o caso do Quadrante, descrito por Ptolomeu, ainda antes de Cristo. Seguindo
os dados históricos do Museu de Topografia (2008), os romanos foram os
portadores dos conhecimentos gregos para a Europa, e usaram a “Groma”, que
consta de uma cruz excêntrica, com prumadas em seus extremos, fixadas a
uma barra vertical, a esse instrumento se atribuiu a medição de distância
através de voltas. Mais tarde, os Árabes apoiando-se nos conhecimentos dos
gregos e romanos usaram um instrumento chamado de “astrolábios”, divididos
em cinco minutos de arco. No ano de 1300, se conhece um mecanismo para
medida indireta da distância, mediante o movimento de uma barra
perpendicular (Balestilha) e outra principal graduada.
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Então finalmente a bússola, que passou por melhoria após ser
inventada pelos chineses em 1187, chega a ser a precursora do Teodolito.
Dessa forma no ano de 1576 com a aplicação da bússola a um semi-círculo
grudado com duas alidades, um fixa e outra móvel, Josua Habernel cria o
Teodolito-Bússola. Anterior a Galileu existe notícias de que um óptico
holandês, Hans Lippershey, idealizou uma espécie de óculos, sem contudo
chegar a montá-los; seguindo esta linha de trabalho, Galileu montou seu
telescópio, continuando com o telescópio de Kepler e deste, com uma melhora
introduzida por Christian Huygens, o qual colocou um retículo para realizar as
pontarias, com o avanço que este apresentou nos trabalhos sobre a alidade de
pínulas, usada desde a época. William Gascoigne ajuntou o parafuso
micrométrico nos teodolitos.
Contudo em 1610 aparece a Corrente de Agrimensor, utilizada para
medidas de distância. E finalmente em 1710 se constrói o primeiro teodolito
como tal, provido com parafusos niveladores. E já no ano de 1839 surge o
taqueômetro dando passo a taqueometria.
Na década de 1970, chegaram ao mercado os famosos
Distanciômetros Eletrônicos 112 e, posteriormente 119. Não havia mais
necessidade de medir pelo processo de trena, nem a leitura da mira falante
(taqueometria). O Distanciômetro é um instrumento eletrônico capaz de realizar
medidas de distância através de um laser infravermelho disparado a um prisma
refratário que se localizava no ponto topográfico. Porém esse equipamento
tinha suas inconveniências, a bateria que alimentava o Distanciômetro pesava
mais de quarenta quilos e precisava de um veículo para transportá-lo. Além de
ser necessário um conjunto gerador para carregá-lo periodicamente, visto que
sua autonomia de carga era somente para um dia de trabalho. Com um tempo
esses equipamentos foram sendo substituídos por outros de firmas suíças,
japonesas, alemãs e outras nacionalidades, como por exemplo, o DKM 2.000,
DKM 5.000 e DC 4. Esses tinham maior aceitação, boa precisão e tinham
maior autonomia de carga (RODRIGUES, 2003).
As informações do Museu da Topografia mostram que, a partir daí
vieram surgindo, teodolitos cada vez mais modernos e inovadores, assim como
os níveis, que contaram com o avanço da automatização e tecnologias
envolvidas, até chegar a Estação Total que conhecemos hoje, onde a
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tecnologia permite à transmissão de dados por meio de um “modem” a linha
telefônica ou de satélite, estando o coletor a centenas de quilômetros do
ordenador que recebe os dados.
Para Coelho (2003), a constante evolução dos equipamentos e
softwares na área de topografia propiciou um ganho considerável em
produtividade e qualidade na confecção dos mapas que servem de base aos
projetos de engenharia.
De acordo com Braga (2010), visando suprir as necessidades de
orientação sobre o globo terrestre, no fim da década de 1950, foi idealizado o
sistema de posicionamento global (GPS), criado pelo governo dos Estados
Unidos, tinha por objetivo, localizar as tropas em qualquer lugar do globo
terrestre. Esse sistema também veio passando por evoluções, até chegar no
que conhecemos hoje, que é um sistema altamente eficiente e preciso,
dependendo da finalidade.
3. DEFINIÇÃO DOS SOLOS
Segundo Senço (2007), não é um tarefa fácil classificar determinado
tipo de solo, pois para cada tipo, conceitos próprios de cada pesquisador
podem ser empregados, gerando diferentes pontos de vista, e
consequentemente uma variação nos conceitos.
Uma definição que, de certa forma, atenderia a todas as aplicações
seria: “Solo é uma deformação natural, de estrutura solta e removível e de
espessura variável, resultante da transformação de uma rocha mãe pela
influência de diversos processos físicos, físico-químicos e biológicos” (Senço,
2007).
Quando for preciso se utilizar de material externo pra preenchimento
dos aterros, estudos prévios e rigorosos devem ser realizados, e o
acompanhamento rigoroso sobre o lançamento desse material. Os estudos
para a localização de jazidas e os complementares de estabilização, quer
utilizando aglutinantes, quer pela simples e conveniente distribuição dos
diâmetros dos grãos, representam hoje, em nosso meio, uma das mais
importantes atividades dos engenheiros de pesquisas, dadas as indagáveis
vantagens econômicas do uso crescente de materiais locais (senço, 2007).
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As propriedades de solo variam mesmo que sejam de um mesmo
local, tendo que vista que além de alterações anteriores na constituição do solo
Muitas dessas propriedades podem sofrer modificações radicais como
consequência do manuseamento, o que exige sejam conhecidas as
propriedades do solo natural (senço, 2007).
3.1 Tipos de solo
Dependendo diretamente do tipo de solo, a posterior terraplanagem
e compactação depende dos resultados desses estudos prévios, sendo assim
fica claro que cada tipo de solo tem suas exigências próprias, os solos são
comumente classificados devido ao tamanhão do grão, sendo esse tamanho
determinado de acordo com uma série de peneiras de diferentes tamanhos,
conhecida também como analise granulométrica, como pode ser visto na figura
• Pedregulho: é a fração do solo que passa na peneira de (3”) e é
retida na peneira 2,00mm(n°10);
• Areia: é a fração do solo que passa na peneira de 2,00(n°10) e é
retida na peneira de 0,075mm(n°200);
• Areia grossa: é a fração compreendida entre as peneiras de 2,00
mm (n° 10) e 0,42 mm (n°40); • Areia fina: é a fração compreendida entre as
peneiras de 0,42 (n°40) e 0,075 mm( n° 200);
• Silte: é a fração com tamanho de grão entre a peneira de 0,075
mm( n° 200) e 0,005 mm;
• Argila: é a fração com tamanho de grãos abaixo de 0,005 (argila
coloidal é fração com tamanhos de grãos abaixo de 0,001 mm). (DNER, 1996).
24
Figura 1, Fonte: SOUSA PINTO (2006) exemplo de uma curva de distribuição granulométrica do solo.
4. LOTEAMENTO
O negócio de imóveis no Brasil é regido por legislações especificas,
os loteamentos segundo BESSONE (1997) são regidos pela Lei Federal
6766/79 a qual dispõe sobre o parcelamento do solo urbano e da outras
providencias.
O loteamento e o desmembramento tem em comum a operação
divisória da terra em lotes destinados a edificação, segundo Bessone (1997) o
loteamento é, ao lado do desmembramento, espécie de gênero parcelamento
do solo.
Dentre os vários tipos de loteamento, Diniz (1998) classifica:
loteamento fechado. Modalidade de condomínio especial que constitui um
bairro urbanizado para fins residenciais ou recreativos, dotado de vias públicas
particulares pertencentes ao domínio privado auto regulamentado por
convenções e assembleias. Loteamento rural. Processo de divisão de terras
em lotes para serem vendidos e destinados a colonização e a exploração
agrícola ou pecuária. Loteamento rural. Desmembramento de imóvel urbano
em áreas destinadas a edificação de qualquer natureza.
O loteamento poderá ser feito tanto por um proprietário privado, por
uma imobiliária ou o que é mais comum, por parceria entre o proprietário que
entra com a terra e uma imobiliária que entra com a execução das melhorias
necessárias.
25
Bessone (1997) afirma que "todas as alterações de uso do solo rural
para fins urbanos dependerão de prévia audiência do Instituto Nacional de
Colonização e Reforma Agrária - INCRA, do Órgão Metropolitano, se houver:
onde se localiza o município, e de aprovação da prefeitura municipal, ou do
Distrito Federal quando for o caso, segundo as exigências da legislação
pertinente."
Antes da elaboração do projeto de loteamento Bessone (1997) diz
que "o interessado deverá solicitar a Prefeitura Municipal, ou ao Distrito Federal
quando for o caso, que defina as diretrizes para o uso do solo, tragado dos
lotes, do sistema viário, dos espaços livres e das áreas reservadas para
equipamentos urbanos e comunitários". Esta solicitação para a prefeitura do
município é feita apresentando a planta do imóvel e um requerimento, isto é,
um pedido por escrito para conceder esta informação.
Aprovado o projeto de loteamento este será submetido ao registro
imobiliário, segundo Bessone (1997) a área total de terra "não se fragmenta
antes do registro no Registro de Imóveis" e "constitui-se, através dele, uma
outra realidade jurídica, produzida pelo processo de fissiparidade, que a
decompõe em quadras e lotes."
Desta forma ele continua "desde a data do registro do loteamento,
passam a integrar o domínio do município as vias e pragas, os espaços livres e
as áreas destinadas a edifícios públicos e outros equipamentos urbanos,
constantes do projeto e do memorial descritivo". Essas áreas são repassadas
ao poder público e integram-se ao município, não se conservando no
patrimônio do loteador.
O loteador fará as obras necessárias de acordo com o cronograma
para execução das obras no loteamento, que pode ter duração máxima de dois
anos. As obras no loteamento incluem as vias de circulação, a demarcação dos
lotes, rede de esgotos, rede de distribuição de energia, abastecimento de água,
terraplenagem. As obras de melhoria são essenciais para que todo o
loteamento esteja em condições de uso.
26
5. TERRAPLENAGEM
5.1 Atividades Preliminares
A técnica de execução de terraplenagem são as mesmas
independentemente do tipo de obra de engenharia a ser executada. Porem
para que seja feito o serviço é necessário que algumas etapas anteriores sejam
cumpridas.
As atividades preliminares são executadas em sequência ao longo
do trecho, vindo em seguida a execução da terraplenagem. Tem-se, portanto,
várias frentes de serviço simultâneas, cada uma executando uma tarefa
especifica.
5.1.1 Abertura e melhoria de caminhos de serviço
Essa etapa é realizada visando garantir o acesso seguro dos
equipamentos aos diversos cortes e aterros que venham a ser realizados.
Sendo está uma etapa é utilizada quando a obra ira ser realizada num território
não urbano, no caso para obras de rodovia e ferrovias.
5.1.2 Desmatamento, destocamento e limpeza
Após a locação de todo o terreno onde será feito a terraplenagem, o
primeiro serviço será o de desmatamento, destoca e limpeza. O serviço de
desmatamento consiste na retirada de toda a vegetação existente no território.
Após o desmatamento é necessário retirar todos os tocos de arvores, a limpeza
consiste na retirada de toda a camada de terra vegetal.
5.2 Execução de terraplenagem
Os serviços de terraplenagem são imprescindíveis em qualquer
empreendimento de construção civil. De forma geral, a terraplenagem é
conhecida como movimento de terra.
Segundo Ricardo e Cataline, (2007), terraplenagem é o conjunto de
operações necessárias a remoção do excesso de terra para locais onde esteja
em falta, tendo em vista um determinado projeto que vai vim a ser implantado.
27
DNIT, (2010) define como sendo o conjunto de operações de
escavação, carga, transporte, descarga e compactação dos solos, aplicadas na
construção de terrenos e cortes, dando a superfície do terreno a forma
projetada para a construção.
Realizando um estudo sobre a execução desse tipo de atividade,
podemos observar que houveram grandes mudanças no que se diz respeito
aos equipamentos ulitizados. Antigamente, até meados do século XIX, os
serviços de terraplenagem eram realizados manualmente, através da utilização
de ferramentas tradicionais como pá e picareta, ou ainda com o emprego de
animais, que eram utilizados para o transporte de material. Esta terraplenagem
é conhecida como terraplenagem manual.
Diante do avanço tecnológico que ocorreu a partir da metade do
século XIX, surgiram as primeiras máquinas a vapor, possibilitando assim o
surgimento dos primeiros equipamentos mecanizados de terraplenagem. A
utilização dos equipamentos em obras de terraplenagem proporcionou grandes
benefícios aos gestores de obras no decorrer dos empreendimentos,
possibilitando uma redução significativa de custos com mão de obra (custos
como recrutamento de pessoal, transporte, alojamentos, alimentação, etc.). a
redução do uso de pessoas para a execução dessa atividade se deu pelo fato
do baixo rendimento do trabalho quando comparado a utilização de máquinas.
Outra grande diferença que veio com a substituição das máquinas,
foi a possibilidade de poder movimentar uma grande quantidade de material em
um tempo curto. Essa alta produtividade dos equipamentos mecanizados
possibilita a competitividade monetária com o modelo manual de
terraplenagem, compensando os altos investimentos na aquisição dos
equipamentos.
Nos dias de hoje não é viável que a execução da terraplanagem sem
a utilização de equipamentos mecanizados, equipamento estes que a medida
que ficam mais modernos se tornam mais indispensáveis.
28
5.3 Classificação dos Materiais Escavados
Os Materiais escavados em terraplanagem são classificados em
função da dificuldade de escavação.
A classificação dos materiais de terraplenagem não é tarefa fácil,
ocorrendo frequentemente os três materiais em um mesmo corte, com
horizontes que não são muito bem definidos. Os materiais de 2º categoria são
o de maior dificuldade de classificação. Por exemplo: porcentagem do volume
de blocos de rocha, pois os mesmos estarão contidos em material de 1º
categoria; localização do horizonte entre rocha alterada, que necessitam do
uso esporádico de explosivos, e rocha sã, que necessita do uso contínuo de
explosivo.
5.3.1 Material de 1º categoria
Nesta categoria tem-se dois tipos de materiais:
Materiais escaváveis pela lamina de um trator de esteira.
Estão nesta categoria os solos normais, de predominância
argilosa, siltosa ou arenosa.
Os matacões (blocos de rocha) de até 1m³, que possam ser
facilmente carregados e transportados
5.3.2 Material de 2º categoria
Nesta categoria tem-se três tipos de materiais
Materiais que necessitam do uso do escarificador de um trator
de esteira para sua escavação, podendo, eventualmente ser
necessário o uso de explosivos. Estão nesta categoria os
solos sedimentares em processo adiantado de rochificação e
as rochas em processo adiantado de deteriorização.
Rochas com volumes superior a 1 m³, que necessitam de
fragmentação com explosivos para permitir o carregamento e
o transporte.
29
5.3.3 Material de 3º categoria
Rochas sãs e duras, que precisam do uso continuo de
explosivos para serem escavadas.
5.4 Legislação Ambiental
Com a edição da Lei nº. 6.938/81, o Brasil passou a ter formalmente
uma Política Nacional do Meio Ambiente, uma espécie de marco legal para
todas as políticas públicas de meio ambiente a serem desenvolvidas pelos
entes federativos. Anteriormente a isso cada Estado ou Município tinha
autonomia para eleger as suas diretrizes políticas em relação ao meio
ambiente de forma independente, embora, na prática, poucos realmente
demonstrassem interesse pela temática (FARIAS, 2006).
As atividades humanas provocam alterações nos meio físico, biótico
e antrópico, as quais podem ser benéficas ou adversas. Tais alterações são
denominadas impactos ambientais (MOTA, 2010).
De acordo com a Resolução CONAMA nº. 001/1986, Art.1º,
considera-se impacto ambiental qualquer alteração das propriedades do meio,
sejam físicas, químicas ou biológicas, causada por qualquer forma de matéria
ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente.
Tais impactos podem ser diretos, quando se relacionam a uma
determinada ação inicial, ou indireto, quando decorre de uma consequência de
primeira ordem, sendo que uma ação pode desencadear uma cadeia de
impactos, uns decorrentes dos outros (MOTA, 2010).
Um empreendimento imobiliário ao interceptar um ecossistema
terrestre cria uma ruptura física em uma formação que exige continuidade,
quebrando a unidade característica do ecossistema além de provocar uma
migração obrigatória. Logo, têm-se como principais consequências ao
ecossistema a ruptura física, a interrupção de continuidade e a formação de
barreiras físicas (SENÇO, 2008).
30
No diagnóstico ambiental devem ser caracterizadas duas áreas de
influência que devem estar presentes no Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e
respectivo Relatório de Impacto Ambiental (RIMA). As mesmas devem ser
caracterizadas quanto aos meios físico, biótico e socioeconômico (antrópico)
(BANDEIRA; FLORIANO, 2004).
5.5 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
Compactação do solo é a operação de reduzir os vazios desse solo
por meios mecânicos SENÇO (2007).
Os solos, para que possam ser utilizados nos aterros das obras de
terraplanagem, devem preencher certos requisitos, ou seja, certas
propriedades que melhoram o seu comportamento. Essas propriedades visam
principalmente:
Aumento da resistência de ruptura dos solos, sob ação de
cargas externas;
Redução de possíveis variações volumétricas;
Impermeabilização dos solos, resultante de um menor
números de vazios.
Já o aumento do atrito interno dependerá do atrito gerado entre as
partículas e do seu entrosamento, de forma que é fácil entender que a
aproximação dos grãos e do seu melhor arranjo são resultantes de um baixo
índice de vazios e de um teor de umidade adequado, que não cause o
distanciamento entre elas.
As variações de volume possíveis, isto, expansões ou contrações,
dependem diretamente do teor de umidade inicial. Quando se executa o aterro
com material úmido, haverá mais tarde a possibilidade de grande perda de
água por evaporação, favorecendo a contração que se manifesta através de
trincas, fissuras, etc. Ao contrário, quando se executa com solo muito seco,
haverá grande probabilidade de absorção de água e consequentemente
inchamento.
31
A impermeabilização do solo do aterro, dependendo do seu
coeficiente de permeabilidade, diminui indiretamente com o índice de vazios,
isto é, quanto maior a redução deste, menor a permeabilidade.
5.6 Patologias decorrentes da terraplenagem
Apesar de justificativas quanto a dificuldades utilizadas no
desenvolvimento da atividade, o aterro jamais pode ser feito de forma
inadequadada. Seja qual for o volume de aterro, qual seja o solo do local e das
possibilidades de áreas de empréstimo (de onde se remove o solo), há um
procedimento executivo de engenharia civil geotécnica adequado, que
proporcionará economia e segurança.
Sem a devida aplicação dos conhecimentos geotécnicos na
execução destes aterros, muitos problemas poderão ocorrer, como
exemplificamos a seguir, recalques e afundamentos de piso, ruas, vias e
fundações; vazamentos de redes hidráulicas e sanitárias; deslizamento de
taludes.
5.6.1 Fundações sobre aterros
A execução de fundações em solo criado ou aterro constitui uma
fonte significativa de problemas, provocados pelos aspectos especiais do tema.
Os recalques de fundações assentes sobre aterros podem ter três
causas distintas (MILITITSKY, CONSOLI, SCHNAID, 2008): Deformação do
corpo do aterro, por causa de seu peso próprio; deformação do solo natural
localizado abaixo do aterro; nos casos de execução de aterros e carregamento
externo de lixões ou aterros sanitários.
5.6.2 Recalque do corpo do aterro
Recalques totais do corpo do aterro, causados pelo seu peso próprio
e/ou pelo seu peso próprio e/ou pelo carregamento provocado pela fundação,
ocorrem normalmente nos seguintes casos (MILITITSKY, CONSOLI,
SCHNAID, 2008): Quando a execução do aterro é feito sem a compactação ou
32
sem a vibração; quando a disposição do solo por aterros hidráulicos; quando a
execução dos aterros tem a compactação deficiente devido a camadas muito
espessas, ou equipamento com capacidade inferior ao determinado tipo de
solo; quando se dá com materiais heterogêneos. (restos de construção e
troncos de árvores).
5.6.3 Aterro sobre solos moles
Aterros construídos sobre solos moles podem apresentar um
desempenho inadequado, na forma de ruptura ou magnitude dos recalques
(MILITITSKY, CONSOLI, SCHNAID 2008).
Os recalques definem o comportamento adequado ou não das
fundações. As patologias decorrentes de recalques ocorrem por um processo
gradual pelo qual, em argila saturada, observa-se uma redução de volume do
solo devido à compressão de esqueleto sólido, volume igual de água expulso
durante o processo. Tal fenômeno é denominado de adensamento e seu tempo
de duração é normalmente medido em anos (MILITITSKY, CONSOLI,
SCHNAID, 2008).
5.7 Casos especiais
São exemplos dessas ocorrências a influência da vegetação,
presença de solos colapsáveis ou expansivos, materiais cáusticos, e a
presença de matacões ou regiões de mineração, que podem resultar em
patologias importantes e custos significativos de reparo. Outra possível
ocorrência é a de subsidência provocada pela extração de água ou
combustíveis fósseis do subsolo, que constituem casos especiais
(SCHREFLER e DELAGE, 2001 apud MILITITSK, CONSOLI, SCHNAID 2008)
5.7.1 Influência de vegetação
As raízes extraem agua do solo para manter seu crescimento,
modificando assim o teor de umidade do solo. Em solos argilosos as variações
de umidade do solo provoca mudanças volumétricas, consequentemente,
33
qualquer fundação localizada na área afetada apresentará movimento e
provavelmente patologia da edificação por causa de recalques localizados.
(MILITITSKY, CONSOLI, SCHNAID, 2008).
5.7.2 Colapsidade
Outro problema é a ocorrência de solos com comportamento
especial, sensíveis a variações no grau de saturação do terreno. Nesta
classificação estão os solos colapsáveis.
O colapso ocorre por causa de um rearranjo das partículas, com
variações de volume, causado pelo aumento do grau de saturação do solo,
sendo dependente das seguintes condições (BARDEN ET AL., 1973 APUD
MILITITSKY, CONSOLI, SCHNAID 2008): Estrutura do solo parcialmente
saturada; tensões existentes para desenvolver o colapso; rompimento dos
agentes cimentados.
5.7.3 Expansibilidade
A presença de argilo-minerais expansivos em solos argilosos é
responsável por grandes variações de volume destes materiais, decorrentes de
mudanças do teor de umidade. Este tipo de comportamento provoca problemas
especialmente em fundações superficiais (MILITITSKY, CONSOLI, SCHNAID,
2008).
O controle de variações de umidade não é simples, uma vez que a
água pode ser deslocada vertical e horizontalmente abaixo das fundações
provocando mudanças nos níveis de sucção, e consequentemente de volume,
por movimentos alternados de expansão e compressão.variações sazonais no
nível do lençol freático, regime de chuvas e presença de vegetação podem
determinar a ocorrência de patologias (MILITITSKY, CONSOLI, SCHNAID
2008).
34
6. CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS
Para se ter uma melhor compreensão dos equipamentos utilizados
em uma obra de terraplenagem, foi dotado para o presente trabalho a
classificação adotada pelos autores Ricardo e Catalani (2007), sendo elas:
6.1 Unidades de Tração (tratores)
A unidade de tração é considerada a máquina matriz do
terraplenagem, pois é através de modificações e adaptações realizadas nesta,
que surgem novos equipamentos. Chama-se de trator, “a unidade autônoma
que executa a tração ou empurra outras máquinas e pode receber diversos
implementos destinados a diferentes tarefas.” (RICARDO e CATALANI, 2007).
Existem dois tipos de tratores, que se diferenciam entre si pelo
método de montagem, são os tratores de esteira (figura 2), montados sobre
esteiras, e os tratores pneumáticos (figura 3), que são montados em pneus.
A escolha da unidade tratora mais adequada deve ser feita
considerando-se as condições particulares de cada situação, objetivando
melhorias no serviço a ser desenvolvido.
Figura 2 Fonte: arquivo do autor, trator montado em esteiras Cartepilla D4.
35
Figura 3, Fonte: arquivo do autor, Trator montado sobre pneus, da marca valmet 110 com
grade de arrasto utilizada na obra.
6.2 Unidades escavo-empurradoras
Estas unidades consistem em tratores, de rodas ou esteiras,
adaptados com uma lâmina frontal que os transformam em unidades capazes
de combinar tarefas de escavar e empurrar o material acumulado, daí a
designação de “unidades escavo-empurradoras”. Os tratores que recebem a
implementação desta lâmina frontal são conhecidos como tratores de lâmina
(figura 4) ou ainda como dolzers. Estas lâminas podem ser classificadas de
acordo com seu movimento realizado no momento da execução do serviço.
Existem também lâminas especiais, que são acopladas nas
unidades de tração com a finalidade de desempenhar outras atividades, como
por exemplo, empurrar outros equipamentos durante a execução do serviço
dos mesmos. Estas lâminas especiais são conhecidas como “placas” ou
“lâminas prato”, e os equipamentos incrementados por essas lâminas são
conhecidos como pushers, e têm como finalidade principal empurrar outros
equipamentos.
Além da capacidade de empurrar outros equipamentos, os tratores
de lâminas desenvolvem outras tarefas de terraplenagem, destacando-se:
Desmatamento e limpeza do terreno;
Abertura de caminhos de serviço;
Escavação e transporte do material no aterro;
36
Espalhamento de material no aterro;
Acabamento de taludes e corte.
Figura 4, Fonte CARTERPILLAR (2013) trator com lamina U.
6.3 Unidades Escavo-transportadoras
As unidades escavo-transportadoras são as que escavam, carregam
e transportam e descarregam materiais a pequenas e médias distâncias.
Segundo Ricardo e Catalani (2007), as unidades escavo-
transportadoras classificam-se em dois tipos básicos: o scraper rebocado
(figura 5) e o scraper automotriz, também conhecido como motoscraper. (figura
6) Ambos apresentam a mesma a função, diferenciando-se entre si pela
necessidade ou não de serem rebocados por outros equipamentos.
Figura 5, Fonte: AGATTACH (2014) Scraper rebocado por trator de pneus.
37
Figura 6, Fonte: CARTEPILLAR (2013) Motoscraper.
6.4 Unidades escavo-carregadoras
São unidades que escavam e carregam o material em outro
equipamento, que é responsável pelo transporte desse material até o destino
final de descarga. Estas máquinas podem ser representadas por dois tipos, as
carregadeiras e as escavadeiras. Ambos executam as mesmas operações de
escavação e carga, porém, apresentam algumas diferenças que analisaremos
a seguir.
6.4.1 Carregadeiras
Também conhecidas como pás-carregadeiras (figura 7), as
carregadeiras consistem em tratores, podendo ser de esteira ou de pneus, que
são adaptados com uma caçamba frontal por meio de dois braços laterais de
levantamento, por sua vez, acionados por comandos hidráulicos.
6.4.2 Escavadeiras
Também denominadas pás-mecânicas, as escavadeiras (figura 8)
consistem em um equipamento que trabalha parado, ou seja, sem
movimentação horizontal, apresentando apenas movimentos de rotação em
38
torno do seu eixo. Assim como as carregadeiras, as escavadeiras podem ser
montadas sobre esteiras ou pneumáticos, trazendo para cada tipo, todas as
vantagens e desvantagens desses dois meios de montagem dos equipamentos
de terraplenagem, já analisadas no presente trabalho.
Figura 7, Fonte: CARTEPILLAR (2013) pá carregadeira de esteira.
Figura 8, fonte: CARTERPILLAR (2013) escavadeira.
6.5 Unidades aplanadoras
Também conhecidos como motoniveladoras (figura 9) ou patrol, as
unidades aplainadoras são equipamentos especialmente dedicados ao
39
acabamento final da terraplenagem, isto é, aos ajustes finais realizados para
adequar o terreno às especificações de cotas exigidas no projeto.
Como principal característica, as unidades aplainadoras apresentam
grande mobilidade da lâmina de corte, o que possibilita uma diversidade de
posições de trabalho que ela pode assumir com a finalidade de realizar
diferentes serviços. Os movimentos possíveis da lâmina permitem ao operador
do equipamento modificar, por exemplo, o ângulo de ataque da lâmina sobre o
solo, ou ainda a altura da lâmina em relação ao solo.
Ricardo e Catalani (2007), Abram e Rocha (2009) e Barbosa (2012),
dentre as principais aplicações das motoniveladoras, destacam-se:
Realização de trabalhos de raspagens;
Espalhamento homogêneo de materiais;
Regularização de taludes;
Abertura de valetas de drenagem;
Remoção de vegetação rasteira.
Figura 9, Fonte: arquivo do autor, motoniveladora utilizada na regularização das camadas do material lançado.
6.6 Unidades de transporte
São unidades de transporte constituídas por uma caçamba metálica,
também conhecida como báscula, que é adaptada e montada sobre um
caminhão convencional. (Figura 10) São equipamentos destinados ao
transporte de solos e pedras, sendo que, no caso do transporte de pedras, a
caçamba deve ser reforçada por chapas de aço.
40
Estas básculas possuem capacidade de volume variando entre 4,5
m³ a 6,0m³ e têm um sistema de funcionamento bem simples, baseado no
acionamento de pistões hidráulicos, que eleva a parte dianteira da caçamba,
permitindo por gravidade, a descarga do material através de uma abertura na
parte traseira. Já a operação de carregamento é realizada por outros
equipamentos, geralmente pelas carregadeiras mecânicas ou escavadeiras.
Para Abram e Rocha (2009) e Barbosa (2012), o uso dos caminhões
basculantes possui maior eficiência quando se tem distâncias de transporte
grandes, superiores a 1.000m.
Figura 10, Fonte: arquivo do autor, Caçamba utilizada no tranposte de material entre a jazidas e o local de trabalho.
6.7 Unidades compactadoras
Estas unidades destinam-se a execução da etapa de compactação,
que é o processo mecânico de adensamento do solo conferindo-lhe uma maior
estabilidade. São conhecidos como rolos compactadores ou, simplesmente,
compactadores.
6.7.1 Rolo pé-de-carneiro
Os rolos pé-de-carneiro (Figura 11) consistem de um tambor oco, no
qual se inserem saliências denominadas “patas”, daí a razão de como são
chamados. Estas saliências, penetrando na camada solta do solo, executam a
compactação de baixo para cima, até que, completado o adensamento,
praticamente não há mais penetração das patas.
41
Este tipo de equipamento rolo compactador é utilizado na
compactação de solos finos e coesivos, argilosos ou siltosos (RICARDO e
CATALANI, 2007).
Figura 11, Fonte: CARTERPILLAR (2013) rolo compactador "pé-de-carneiro".
6.7.2 Rolo de pneu
Os rolos compactadores de pneus (Figura 12) são constituídos por
uma plataforma metálica apoiada em dois eixos com pneumáticos, sendo que,
o número de pneus em cada eixo é variável. A montagem dos pneus nos eixos
é feita de forma que os pneus dianteiros não fiquem alinhados com os pneus
traseiros, de forma que estes cubram os espaços deixados por aqueles
(RICARDO e CATALANI, 2007).
Figura 12, fonte: CARTERPILLAR (2013) Rolo compactador pneumático,
42
Segundo Abram e Rocha (2009), os compactadores com rolos
pneumáticos são apropriados para solos coesivos e arenosos. Já o DNIT
(2010), no seu Manual de Implantação Básica de Rodovia, afirma que os rolos
pneumáticos são um pouco mais versáteis, podendo ainda, serem utilizados
em solos mais grosseiros e nos serviços de pavimentação.
6.7.3 Rolo liso
Estes podem ser classificados como dois tipos, os estáticos e os
vibratórios (figura 13). Os rolos lisos vibratórios são utilizados em solos não
coesivos, ou seja, com baixa porcentagem de argila (arenosos) (ABRAM e
ROCHA, 2009 e BARBOSA, 2012).
Estes compactadores constam de rolos lisos, com um motor
vibratório que provoca vibrações de certa frequência e amplitude, que se
propagam pelo tambor até o terreno, permitindo aplicar ao solo determinada
quantidade de golpes por um intervalo de tempo.
Os rolos lisos estáticos possuem pouca aplicabilidade em serviços
de terraplenagem. Sendo o efeito de compactação dado de cima para baixo,
provocando, em certos casos, o aparecimento de uma camada superficial
compactada, porém deixando a parte mais profunda parcialmente solta (DNIT,
2010).
Figura 13, Fonte: arquivo do autor, rolo compactador Liso,.
43
7. METODOLOGIA
Este trabalho tem como objetivo mostrar a utilização apropriada dos
dispositivos de terraplanagem na construção das ruas do condomínio, Cidade
Kariris. Avaliando a ação do fluxo de veículos na estrutura pavimentada,
relatando opiniões, possíveis soluções nos casos de drenagem adequada a
cada tipo de solo, e relacionados diretamente a processos que envolvem um
projeto de terraplenagem.
E para isso o trabalho se desenvolveu de acordo com as seguintes
etapas:
Caracterização do estudo de caso;
Acompanhar a execução da obra in loco;
7.1 Uso de topografia em obras civis
7.1.1 A Função da topografia na obra civil
A topografia tem como função principal delimitar as concordâncias
do prédio, e estabelecer as diretrizes do projeto executivo para poder realizar,
posteriormente a marcação, do terreno e as partes primordiais de início das
obras que é a escavação com a determinação de níveis e gabaritos.
7.2 Caracterização do estudo de caso
7.2.1 A empresa
A empresa que realizou a terraplanagem da obra de estudo de caso
foi a VITTERRA (figura 14) uma empresa que atua em atividades relacionadas
a construção civil, localizada na avenida Leão Sampaio nº 3705, Bairro Mata na
cidade e Barbalha-Ce, que executou toda a terraplanagem do condomínio
Cidades Kariris. O engenheiro responsável pela obra é o Rafael Martins.
Já os serviços topográficos foram realizado pelo aluno Wellington
Cortez de Alencar do curso de tecnologia da construção civil, com habilitação
em topografia e estradas, matricula de número 20102102688, obedecendo o
projeto elaborado pela empresa total topografia, localizado na rua: Porteiras nº
132 bairro Bulandeiras, também em Barbalha-CE, sendo o responsável técnico
pelo projeto o tecnólogo Robson Cortez Lucena com CREA RN: 060282014-6.
44
Figura 14, Fonte: arquivo do autor. Empresa que estar executando a terraplanagem da obra.
7.2.2 O empreendimento
A terraplanagem que foi escolhida como estudo de caso, é a de um
condomínio na cidade de Juazeiro do Norte, o Cidades Kariris esses tipos de
empreendimentos ditos como “condomínios residenciais” são regulamentados
pela lei 4591/64 onde tudo que está dentro da área do projeto é área privada. E
no Código Civil (Lei 10.406/2002), os artigos 1314 a 1326, nos quais a figura do
condomínio tem como característica básica o fracionamento da gleba em
partes ideais. O proprietário tem a obrigação de participar com as despesas de
conservação das áreas comuns e é permitida a barreira física, onde a
autorização para a entrada é dada pelos proprietários.
O condomínio cidades Kariris estar situado na Rua José Cardoso
Alcântara Nº 55, no bairro cidade universitário em Juazeiro do Norte, a planta
do mesmo pode ser observado no anexo 2 deste trabalho.
7.2.3 Juazeiro do Norte
Juazeiro do Norte é uma cidade do estado do Ceará. O município se
localiza na Região Metropolitana do Cariri no sul do estado, a 491 km da
capital, Fortaleza Sua área é de 248,832 km², a uma altitude média de 377
metros. A população do município em 2013, segundo a estimativa do IBGE, é
de 261 289 habitantes, que o torna o terceiro mais populoso do Ceará, a maior
do interior cearense e a 102ª do Brasil.
45
A taxa de urbanização é de 95,3%. Juazeiro cresceu de forma
desordenada devido ao progresso rápido, em especial o Centro da cidade que
passou por rápidas transformações sendo poucos os prédios antigos
preservados. A arquitetura antiga ainda conta com a antiga Estação
Ferroviária, localizada na Praça dos Ourives; a Coluna da Hora, destaque
central da Praça Padre Cícero; O casarão da Família Bezerra de Menezes, e
dois casarões pertencentes ao Padre Cícero, onde atualmente funcionam
museus dedicados ao sacerdote.
A arquitetura moderna conta com um rápido processo de
verticalização. O urbanismo é limitado nas áreas já ocupadas, mas algumas
ruas ao longo dos últimos anos foram alargadas. Os bairros mais distantes e
planejados recentemente contam com avenidas largas ainda em
desenvolvimento. O parque Ecológico das Timbaúbas faz parte deste contexto
urbanístico com a preservação ambiental em perímetro urbano numa área
detentora de importante manancial hídrico, entretanto poluído por falta de uma
boa rede de esgotos. Tal área é conhecida como Várzea das Timbaúbas,
entretanto seu espaço preserva apenas pequena parte da área total desta
várzea.
7.3 Execução da terraplanagem
Após a realização dos serviços preliminares como o reconhecimento
da área, foi feita uma limpeza em torno de todo o terreno que seria levantado,
após essa etapa, ocorreu a implantação dos marcos para o levantamento
topográfico, levantamento planialtimétrico.
No dia 02/12/14, foi dado início aos serviços de levantamento
topográficos em uma área localizada na zona urbana da cidade de Juazeiro do
Norte, todos, os equipamentos utilizados são de alta precisão, estação total
Topcon CTS-3000 series (figura 15) precisão de 9 segundos e para leitura
direta de 1 segundo, a mesma tem um alcança de dois mil metros utilizando um
prisma, e de dois mil e setecentos metros, utilizando três prismas, precisão
linear de 3 mm + 3ppm, memoria de 8 mil pontos com todos os atributos, ou 16
mil pontos de coordenadas, ela define até 30 arquivos de obras separados por
arquivos. E GPS geodésico de marca CHC X900 e RTK. (figura 16), precisão
horizontal “10mm + 1ppm” RMS, e vertical de “20mm + 1ppm” RMS, com
46
tempo de 10 segundos. Todos os serviços tiveram suas etapas definidas das
seguintes forma, primeiro foi feito o levantamento da área com os
equipamentos já citados acima, depois foram feitos os cálculos de todo o
levantamento, através de programas específico exemplos: Auto CAD e
topograph , com os quais conseguimos agilizar com precisão os desenhos
das plantas para que sejam encaminhadas ao engenheiro , para que seja
projetado de terraplanagem de acordo com as curvas de nível encontrada no
terreno, e para melhor aproveitamento da área levantada. Este foi um projeto
que foi acompanhado em todas suas etapas, inclusive há execução da
terraplenagem das alamedas, (Figuras 17, 18 e 19) nas quais foram utilizados
equipamentos como moto niveladora, trator de esteira, retro escavadeira,
caçambas, pipa (figura 20) e rolo compactador, todos os equipamentos
estavam sendo operados ou guiados por profissionais da área. As locações de
quadras e lotes, foram feitas através do sistema de coordenadas, pois este é o
sistema que nos dá uma alta precisão, no tocante a distância linear e angular.
Figura 15, Fonte arquivo do autor, utilização da estação total na obra.
.
Figura 16, Fonte: arquivo do autor, GPS geodésico
47
Figura 17, Fonte: arquivo do autor, regularização da rua.
Figura 18, Fonte: arquivo do autor. Estaqueamento e demarcação do offset da rua.
Figura 19, Fonte: arquivo do autor, rua com a terraplanagem pronta pra receber a camada de asfalto.
48
Figura 20, Fonte: arquivo do autor. Pipa utilizado na obra.
Todos os equipamentos aqui citados são indispensáveis, o pipa por
exemplo, tem a função de deixar o solo que estar sendo compactado na
umidade ótima, para que a compactação do material fique boa. A tabela
geométrica dos volumes dos materiais utilizados na obra pode ser vista no
anexo 1, deste trabalho.
49
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS
8.1 Conclusões
Após o término deste trabalho ficou claro como é fundamental a
execução da terraplanagem para o desenvolvimento das próximas frentes de
trabalho de qualquer que seja a obra.
Com isso a qualidade desses serviços devem ser as melhores
possíveis, pois as informações colhidas em campo devem corresponder
exatamente ao que precisa ser alterado no terreno, para isso é importante o
uso de aparelhos de alta precisão, como estações totais, níveis e demais
equipamentos citados no decorrer desse trabalho.
Com o uso de equipamentos de melhor precisão é menos provável
que as informações coletadas em campo sejam projetadas de forma errada,
principalmente para obras de grande porte, os equipamentos menos precisos,
não precisão ser descartados, mais reservados para quando o levantamento a
ser feito se trate de uma obra pequena.
Na fase de terraplanagem do terreno o cuidado é o mesmo,
nenhuma etapa deve ser menosprezada, ou realizada de maneira irregular, o
não cumprimento de alguma destas pode acarretar em danos difíceis de ser
reparados. Neste trabalho foi apresentado os principais tipos de equipamentos
utilizados em obras de terraplanagem em geral, e especificado os
equipamentos utilizados no estudo de caso, desde as maquinas de escavação
compactação, como também as mais delicadas utilizadas para marcação de
pontos como: estação total, nível e GPS, e suas aplicações nos diversos
serviços de obras de construção civil.
Ao termino desse trabalho pode ser observado que os objetivos
iniciais do mesmo foram alcançados, em especial no que se diz respeito ao
acompanhamento de uma obra de terraplanagem real, onde se pode confrontar
a teoria e a prática, onde pode ser observado que na obra do estudo de caso,
todas as etapas foram obedecidas e executadas de acordo com as normas.
Sendo assim concluímos que terraplanagem é o movimento de terra
necessário para que o terreno natural se molde para que assim fique adequado
a receber a posterior obra, sendo este um conjunto de operações sendo elas:
50
escavação e transporte, disposição e compactação, resultando assim nos
cortes e aterros do projeto.
Tendo em vista a importância dessa atividade na construção civil,
fica apropriado propor sugestões para pesquisas futuras, estudos
aprofundados sobre a relação custo benefício em obras de terraplanagem.
51
9. REFERENCIAS
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52
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53
ANEXOS
CORTE ATERRO
AVENIDA PROJETADA 01 1.921,33 m³ 2.881,67 m³ 800,814 m³ 3.203,257 m³ 2.288,041 m 16.016,287 m²RUA PROJETADA 01 131,85 m³ 59,33 m³ 50,267 m³ 201,067 m³ 182,788 m 1.005,334 m²RUA PROJETADA 02 224,927 m³ 83,98 m³ 61,855 m³ 247,42 m³ 224,927 m 1.237,099 m²RUA PROJETADA 03 185,68 m³ 79,82 m³ 61,84 m³ 247,36 m³ 224,873 m 1.236,802 m²RUA PROJETADA 04 171,55 m³ 70,68 m³ 52,398 m³ 209,592 m³ 190,538 m 1.047,959 m²RUA PROJETADA 05 83,66 m³ 59,02 m³ 40,059 m³ 160,235 m³ 145,668 m 801,174 m²RUA PROJETADA 06 334,97 m³ 1,17 m³ 34,924 m³ 139,698 m³ 126,998 m 698,489 m²RUA PROJETADA 07 194,56 m³ 3,61 m³ 34,924 m³ 139,698 m³ 126,998 m 698,489 m²RUA PROJETADA 08 245,46 m³ 2,04 m³ 34,938 m³ 139,754 m³ 127,049 m 698,77 m²RUA PROJETADA 09 52,26 m³ 2,04 m³ 40,269 m³ 161,075 m³ 146,432 m 805,376 m²RUA PROJETADA 10 72,57 m³ 103,49 m³ 44,711 m³ 178,844 m³ 162,585 m 894,218 m²RUA PROJETADA 11 68,31 m³ 39,63 m³ 46,973 m³ 187,892 m³ 170,811 m 939,461 m²RUA PROJETADA 12 62,74 m³ 96,11 m³ 53,625 m³ 214,5 m³ 195, m 1.072,5 m²RUA PROJETADA 13 60,66 m³ 23,92 m³ 30,907 m³ 123,627 m³ 112,388 m 618,134 m²RUA PROJETADA 14 62,96 m³ 43,72 m³ 36,443 m³ 145,771 m³ 132,519 m 728,855 m²RUA PROJETADA 15 83,52 m³ 66,96 m³ 38,121 m³ 152,482 m³ 138,62 m 762,41 m²RUA PROJETADA 16 127,34 m³ 226,89 m³ 39,991 m³ 159,963 m³ 145,421 m 799,816 m²RUA PROJETADA 17 81,49 m³ 593,55 m³ 44,121 m³ 176,484 m³ 160,44 m 882,42 m²RUA PROJETADA 18 238,44 m³ 58,6 m³ 42,221 m³ 168,885 m³ 153,532 m 844,426 m²RUA PROJETADA 19 85,33 m³ 40,82 m³ 33,97 m³ 135,88 m³ 123,527 m 679,399 m²RUA PROJETADA 20 37, m³ 253,75 m³ 19,804 m³ 79,214 m³ 72,013 m 396,072 m²TRAVESSA 01 18,94 m³ 76,16 m³ 24,563 m³ 98,252 m³ 39,817 m 491,26 m²TRAVESSA 02 20,52 m³ 43,71 m³ 25,209 m³ 100,835 m³ 42, m 504,173 m²TRAVESSA 03 47,33 m³ 5,85 m³ 25,214 m³ 100,855 m³ 42, m 504,276 m²TRAVESSA 04 43,14 m³ 31,93 m³ 25,207 m³ 100,83 m³ 42, m 504,149 m²TRAVESSA 05 89,37 m³ 2,41 m³ 24,615 m³ 98,461 m³ 39,817 m 492,303 m²TRAVESSA 06 , m³ 195,61 m³ 25,207 m³ 100,826 m³ 42, m 504,132 m²TRAVESSA 07 6,61 m³ 75,13 m³ 25,212 m³ 100,847 m³ 42, m 504,237 m²TRAVESSA 08 28,58 m³ 53,88 m³ 25,214 m³ 100,855 m³ 42, m 504,277 m²TRAVESSA 09 206,64 m³ 8,69 m³ 24,882 m³ 99,529 m³ 40,586 m 497,644 m²TRAVESSA 10 81,28 m³ 97,03 m³ 27,603 m³ 110,41 m³ 50,763 m 552,051 m²TRAVESSA 11 22,92 m³ 125,9 m³ 27,603 m³ 110,41 m³ 50,709 m 552,051 m²TRAVESSA 12 35,54 m³ 80,02 m³ 24,778 m³ 99,111 m³ 40,347 m 495,553 m²
Vol. Apurados ........................................................................ 5.127,477 m³ 5.587,12 m³ 1.948,48 m³ 7.793,918 m³ 5.865,207 m 38.969,592 m²
Volume de Corte Efetivo Útil..........................................................................................4.101,982 m³
Volume de Aterro + Sub Base ................................................ 5.587,12 m³
MATERIAL PARA USO DA CONFORMAÇÃO DE PASSEIO/QUADRAS -1.485,138 m³
COLCHÃO BASE AVENIDA RUA0,05 0,2 7 5,5
BASEAREIA
DO HORTOe= 0,20
TABELA GEOMÉTRICA DE QUANTIDADES
DESCRIÇÃO
Vol. Seções TranversaisCOLCHÃO
PÓ DE BRITAe= 0,05
EXTENSÃOARRUAMENTO
ÁREA APROXIMADADO PAVIMENTO
RESUMO DOS DADOS APURADOSRESUMO CUBAÇÃO PARA EXECUÇÃO OBS.:
CONSIDERADO 0,8% DO MATERIAL IN SITTU PARA O ATERRO
* Em seções de corte terá que ser tratado 15cm do fundo para dar suporte à base, a um grau de compactação de 100% PN;* Em Seção de aterro, antes de iniciar o aterro terá que ser efetuado o sêlo da plataforma umidecida, a última camada de 15cm terá que atingir um grau de compactação de 100% PN.
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24/30ROBSON CORTEZ
INDICADA
DETALHE RUASSEM ESCALA
DETALHE AVENIDASEM ESCALA
LEGENDA