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FACULDADE DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA E INFORMÁTICA Discente: Lúcia Manhice Francisco Moniz Sitoe Hélder Nhantumbo Rafael Firmino Langa Stélio Mandlate Teresa Guiamba Tiago Crungua Jr Docente: PhD. Ernesto Lenathy Muheca Maputo, Maio de 2025 Licenciatura em Ciências de Informação Geográfica Unidade Curricular: Topografia Aplicada Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em [Engenharia Informática] Tema: TRABALHO TOPOGRÁFICO EM SUBPROJECTOS DE TERRAPLENAGEM: PROJECTOS DE VIAS DE COMUNICAÇÃO Índice Introdução ..................................................................................................................................... 3 Objectivos ...................................................................................................................................... 4 Geral .......................................................................................................................................... 4 Específicos ................................................................................................................................. 4 Sequência da Concepçao do Trabalho Topográfico com Finalidade de implatação de uma rodovia. ......................................................................................................................................... 5 Nivelamento .................................................................................................................................. 6 Perfil Topográfico .......................................................................................................................... 9 Coordenadas ................................................................................................................................. 9 Cálculo das Cotas Projectadas ..................................................................................................... 10 Cálculo de alturas para terraplenagem ....................................................................................... 11 Cálculo de Volume de Terraplenagem ........................................................................................ 12 Aterro ...................................................................................................................................... 12 Corte ........................................................................................................................................ 13 Material usado ............................................................................................................................ 14 Memorial Descritivo .................................................................................................................... 15 Localização Geográfica ............................................................................................................ 15 Etapas que culminaram no trabalho do campo ...................................................................... 15 Conclusão .................................................................................................................................... 17 Introdução A construção de infraestruturas rodoviárias de qualidade é essencial para o desenvolvimento econômico e social de qualquer região. No contexto de Moçambique, onde a expansão e modernização da malha viária são prioridades, a execução de projetos de terraplenagem desempenha um papel crucial na garantia de estradas seguras, duráveis e eficientes. A construção de infraestrutura viária eficiente e segura depende de uma base bem preparada e nivelada. O processo de terraplenagem desempenha um papel essencial na criação de uma superfície adequada para a pavimentação, garantindo estabilidade estrutural e facilitando a drenagem. A terraplenagem é a etapa inicial e fundamental na construção de estradas, consistindo na preparação do terreno para suportar a estrutura do pavimento. Este processo envolve a movimentação de grandes volumes de solo, por meio de escavações (cortes) e adições (aterros), com o objetivo de alcançar o perfil longitudinal e transversal desejado, assegurando a drenagem adequada e a estabilidade da via. A precisão no nivelamento do terreno é essencial para evitar problemas futuros, como recalques diferenciais, erosões ou acúmulo de água. Para isso, é necessário um planejamento detalhado, que considere as características geotécnicas do solo, a disponibilidade de materiais para empréstimo e os impactos ambientais da obra. Este trabalho tem como objetivo elaborar um processo de terraplenagem para projetos rodoviários, destacando a importância do nivelamento adequado na qualidade e longevidade das infraestruturas viárias. Objectivos Geral Realizar a terraplenagem de um trecho rodoviário, assegurando o nivelamento adequado do terreno para a implantação da estrutura rodoviária. Específicos Realizar o reconhecimento da área; Realizar o Levantamento Planialtimétrico; Medir as distâncias entre os pontos; Cálculo dos Desníveis; Cálculo das Cotas projectadas e factuais; Cálculo do volume de terraplenagem. Sequência da Concepçao do Trabalho Topográfico com Finalidade de implatação de uma rodovia. No âmbito das actividades lectivas da disciplina de Topografia Aplicada, foi realizado um trabalho topográfico numa parcela localizada, com a finalidade de se implantar uma rodovia. Este trabalho topográfico consistiu nas seguintes etapas: 1º Etapa: Reconhecimento, demarcação e estaqueamento dos limites do terreno para a implantação da rodovia; 2º Etapa: Medição das distâncias com a fita métrica; 3º Etapa: Levantamento das coordenadas dos pontos; 4º Etapa: Nivelamento entre os piquetes ao longo do troço da rodovia; 5º Etapa: Processamento dos dados no gabinete (cálculo de desníveis, e respectivas cotas); 6º Etapa: Produção de Planta Topográfica; 7º Etapa: Cálculo de Volume de terraplenagem; 8º Etapa: Produção do relatório final. . Nivelamento Nivelamento Directo Contra Nivelamento Estação Pontos Distância (m) Leituras (mm) Desnível(mm) Estação Pontos Distância (m) Leituras (mm) Desnível(mm) Vante Ré Vante Ré 1 P1 20 1584 -465 1 P8 17 1121 +466 1537 1064 1494 1008 P0 1122 P7 1575 1070 1530 1015 1485 2 P2 20 1761 -370 2 P7 20 1411 +369 1721 1361 1681 1311 P1 1411 P6 1780 1351 1730 1292 1680 3 P3 20 1832 -308 3 P6 15 1491 +308 1780 1444 1729 1398 P2 1519 P5 1800 1472 1746 1423 1692 4 P4 20 1577 -8 4 P5 20 1670 +8 1539 1579 1500 1519 P3 1592 P4 1626 1531 1587 1470 1549 5 P5 20 1750 -176 5 P4 20 1562 +177 1710 1506 1670 1450 P4 1593 P3 1726 1534 1683 1475 1640 6 P6 15 1540 -177 6 P3 20 1423 +176 1507 1382 1475 1342 P5 1371 P2 1592 1330 1558 1290 1525 7 P7 20 1730 -80 7 P2 20 1680 +81 1685 1624 1641 1568 P6 1658 P1 1749 1605 1705 1548 1662 8 P8 17 1638 -230 8 P1 20 1426 +231 1605 1374 1573 1322 P7 1426 P0 1638 1374 1605 1322 1573 Soma -1814 Soma +1816 Cálculo da Média dos erros Ms=(∑ ∑ )/2 Ms= (1814+1816)/2 Ms= -1815 Distância Total D= 17+20+15+20+20+20+20+20 D= 152m O resultado final leva o sinal do desnivel totaldo nivelamento directo. Cálculo de desnível final e Cotas Nesta etapa calculamos os desníveis no nivelamento e contra-nivelamento Por fim calculamos a média dos desníveis, e o desnível final leva o sinal obtido no nivelamento directo. Dn= FmRé – FmVante Dn=(Dn+Dnc)/2 Hi=Hpi+Dn Nivelamento de 4ª Ordem para Cálculo de erro de fecho, Tolerância e Cotas finais Dados fornecidos; Hpo= 45,089 m Hp8= 43,263 m Hp8c=43,346 erro= Hp8-Hp8c = 43,263-43,346 erro= -0.083 m Para 1km erro ; ou seja, erro Erro= -0,083m √ Erro= -0,083m √ Erro= -0,083m 3,040m o erro é aceitável. Pontos Desnível do Nivelamento (mm) Desnível Contra-Nivelamento (mm) Desnível Final (mm) Cotas (m) Po 45,089 P1 -465 +466 -465 44,623 P2 -370 +369 -369 44,254 P3 -308 +308 -308 44,246 P4 -8 +8 -8 43,938 P5 -176 +177 -176 43,762 P6 -177 +176 -177 43,585 P7 -80 +81 -81 43,576 P8 -230 +231 -231 43,346 Perfil Topográfico Coordenadas Coordenadas(m) pontos x y P0 459806.000 7129792.000 P1 459803.000 7129811.000 P2 459797.000 7129828.000 P3 459792.000 7129848.000 P4 459788.000 7129869.000 P5 459790.000 7129890.000 P6 459785.000 7129903.000 P7 459788.000 7129909.000 P8 459802.000 7129912.000 45.089 44.623 44.254 44.246 43.938 43.762 43.585 43.576 43.346 42 42.5 43 43.5 44 44.5 45 45.5 Po P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 C o ta s (m ) Pontos Perfil Topográfico Factual Cálculo das Cotas Projectadas Para o cálculo das Cotas projectadas, é necessário calcular o declive. Assim sendo, temos: i = Numa fase inicial pode-se calcular o declive entre os piquetes Po e P3, para posteriormente calcular-se a cota projectada do ponto P2. i = i = = i = =-0,014m Hp2=Hp1+(ixD1 - 2) Hp2= 44,623+(-0,014x20) Hp2=44,343m Pede-se calcular as Cotas projectadas dos pontos P4, P5, P6,e P7 Para este caso, é necessário calcular o declive entre P8 e P3. Sabe-se que a Cota projectada do ponto Hp3=44,246 e a Cota projectada do ponto P8=43,346 então: i = = = -0,010m Hp4= Hp3+(i8-3 x D3-4) Hp4= 44,246+(-0,010 x 20) Hp4= 44,046m Hp5= 44,046+( -0,010 x 20) Hp5= 43,846m Hp6= 43,846+( -0,010 x 15) Hp6= 43,696m Hp7= 43,696+( -0,010 x 20) Hp7= 43,496m Cálculo de alturas para terraplenagem O cálculo das alturas é dada pela diferença da Cota projectada pela Cota factual, para faixa a esquerda e direita. =0m =0m =0m =0m = +0,089m = +0,089m =0m =0m = +0,108m = +0,108m = +0,084m = +0,084m = +0,111m = +0,111m = -0,080m = -0,080m =0m =0m Cálculo de Volume de Terraplenagem Nesta fase, calculou-se o volume entre os pontos, tendo em conta a Largura da estrada de 15m, o comprimento de cada secção e as ‘Cotas parciais’. V= Cxl* ( Aterro V1-2= 20x15* ( = +13,350m3 V2-3= 20x15* ( = +13,350m3 V3-4= 20x15* ( = +16,200m3 V4-5= 20x15* ( = +28,800m3 V5-6= 15x15* ( = +21,938m3 Entre os pontos 6 e 7, há uma linha de passagem. Deste modo, é necessário calcular a distância do ponto da cota nula. D6-0= | | | | | | D6-0= | | | | | | =11,613m D0-7=8,387m V6-0=11,613x15x( = +9,688 m3 Volume total de Aterro= 103,326 m 3 Corte V0-7=8,387x15x( = -5,032 m3 V7-8=17x15x( = -10,200m3 Volume Total de Corte= -15,232 m3 Material usado Para realizar este trabalho, usou-se: 1 Fita métrica----------------Para medir as distâncias entre os pontos; 1 nivel----------------Para fazer a leitura dos fios na mira falante; 2 Miras falantes-------- Para fazer a Leitura com o uso do nível; 1 Laptop(HP)------Elaboração do relatório; 1 celular para uso do Gps---------Tirar as coordenadas dos pontos; 1 Máquina calculadora------ Para o acompanhamento; Memorial Descritivo Localização Geográfica Proprietário: Brigada 2 Município: Maputo Distrito Municipal: Ka-Maxakeni Localização: A área de estudo está localizado a Norte do do Clube Benfica na cidade de Maput. No parque de estacionamento, Oeste do edifício de Física, no Campus Universitário da UEM, na cidade de Maputo. Etapas que culminaram no trabalho do campo Planeamento e Preparação Definição do objetivo do levantamento. Escolha do método de levantamento (topográfico, geodésico, etc.). Planejamento das coordenadas de controle e dos pontos a serem levantados. Determinação da Localização Geográfica Identificação da área de estudo no terreno. Levantamento das coordenadas geográficas do local, utilizando GPS. Posicionamento da Estação de Medição Instalação do nivel para a leitura os fios entre os pontos. Estacionamento do equipamento para garantir medições precisas. Posicionamento e Ajuste da Mira Colocação da mira no ponto de leitura no terreno. Ajuste da mira para garantir que esteja perfeitamente alinhada e verticalizada. Realização das Leituras Registro das leituras dos fios na mira. Implantação da Malha Marcação dos pontos no terreno, com base nas medições realizadas. Construção da malha, conectando os pontos, garantindo a precisão e a continuidade do levantamento. Registro e Documentação Registro final dos dados colhidos em campo num caderno técnico. Elaboração do relatório final. Conclusão O nivelamento e a terraplenagem são etapas fundamentais na construção de uma estrada, proporcionando uma base estável e uniforme para a pavimentação. A correta execução desses processos garante a durabilidade da infraestrutura, melhora a segurança viária e otimiza a funcionalidade da via. Além disso, a consideração de fatores ambientais e geotécnicos durante a terraplenagem contribui para a sustentabilidade do projeto, reduzindo impactos adversos ao meio ambiente e aos recursos naturais. Dessa forma, a implementação de boas práticas e técnicas adequadas assegura a qualidade final da estrada, atendendo aos requisitos de engenharia e às necessidades dos usuários. Em suma, um trabalho topográfico bem executado é a base para a construção de rodovias seguras, eficientes e sustentáveis, contribuindo significativamente para o desenvolvimento da infraestrutura e qualidade de vida da população.