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DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROF.: MIGUEL FERREIRA NETO SISTEMATIZAÇÃO DE TERRA SISTEMATIZAÇÃO Conceito: A Sistematização de um terreno consiste na remoção das irregularidades naturais do terreno transformando-o numa superfície mais ou menos plana e um pouco inclinada. As declividades do terreno sistematizado dependem do tipo de solo e atividade ou empreendimento que irá ser instalado. O levantamento topográfico preliminar é o da quadriculação do terreno. SISTEMATIZAÇÃO LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO: VISTA DE ÁREA ESTAQUEADA SISTEMATIZAÇÃO DE TERRENOS SISTEMATIZAÇÃO Terraplenagem Sistematização Plano horizontal Plano inclinado SISTEMATIZAÇÃO Centróide: Centro geométrico da área que vai ser sistematizada. C (Xc, Yc, Hc) Z X Y Xc = Média aritmética das colunas nX x Xc )( nY y Yc )( N H Hc XY )( Xc – abscissa do centróide Yc – ordenada do centróide Hc – cota do centróide Yc = Média aritmética das linhas nX x Xc )( nY y Yc )( N H Hc XY )( Xc – abscissa do centróide Yc – ordenada do centróide Hc – cota do centróide Hc = Média aritmética das cotas N H Hc XY ) ( SISTEMATIZAÇÃO Equação do plano melhor adaptado à superfície natural do terreno H0 H1 H2 H3 H4 H1’ H2’ H3’ H4’ Método dos mínimos quadrados Quando a soma dos quadrados das diferenças entre os H’ e H for mínimo o greide é o melhor. Plano que melhor se adapta a superfície menor movimentação de terra possível. ∑(H’x – Hx)² = mínimo SISTEMATIZAÇÃO Declividade do plano melhor adaptado à superfície natural do terreno (Método dos mínimos quadrados) •As declividades do plano melhor adaptado à superfície são duas: uma de acordo com o deslocamento no sentido do eixo das abcissas (dx) e a outra de acordo com o deslocamento no eixo das ordenadas (dy). )(.)( )(.).( 2 )/( xXcx xHcxHx dx colunam )(.)( )(.).( 2 )/( yYcy yHcyHy dy linham dx dy Médias das cotas para as colunas Médias das cotas para as linhas Médias das cotas vezes o n° da coluna Médias das cotas vezes o n° da linha mínimoxHbxa 2 0)(2 xxHbxa b H bxaxH 0)(2 xxHbxa cbxaHc 0.2 xxHbxax cbxHca xxHxbxa .2 xHxxbxbxHc c .)( 2 xHxxbxbxxHc c .. 2 xHcxHxxbxxb c ..2 xHcxHxxXcxb ..)( 2 xXcx xHcHxx dx . .. 2 yYcy yHcHyy dy . .. 2 SISTEMATIZAÇÃO Equação do plano melhor adaptado à superfície natural do terreno Para diferenciar de HXY , que representa a cota no terreno natural da estaca posicionada na coluna X e na linha Y, adotaremos a anotação (HXY)’ para a cota no terreno sistematizado da estaca posicionada na coluna X e na linha Y. Hxy’ = H0 + (X. dx) + (Y.dy) H0 = Representa a origem do sistema de eixos ortogonais H0 = Hc - (Xc. dx) - (Yc.dy) SISTEMATIZAÇÃO 98,63 98,14 97,89 97,31 98,85 98,64 98,37 97,73 99,07 98,79 98,66 97,84 99,33 99,09 98,85 98,63 99,52 99, 27 99,14 98,76 96,77 96,54 96,92 96,74 97,31 96,95 98,06 98,18 98,20 98,36 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Exemplo: SISTEMATIZAÇÃO Exemplo: 1 2 3 4 5 Zy y.Zy 1 99,52 99,33 99,07 98,85 98,63 2 99,27 99,09 98,79 98,64 98,14 3 99,14 98,85 98,66 98,37 97,89 4 98,76 98,63 97,84 97,73 97,31 5 98,36 98,20 97,31 96,92 96,77 6 98,18 98,06 96,95 96,74 96,54 Zx x.Zx 1 2 3 4 5 Zy y.Zy 1 99,52 99,33 99,07 98,85 98,63 99,08 2 99,27 99,09 98,79 98,64 98,14 98,79 3 99,14 98,85 98,66 98,37 97,89 98,58 4 98,76 98,63 97,84 97,73 97,31 98,05 5 98,36 98,20 97,31 96,92 96,77 97,51 6 98,18 98,06 96,95 96,74 96,54 97,29 Zx 98,87 98,69 98,10 97,88 97,55 x.Zx SISTEMATIZAÇÃO Exemplo: 98,87 98,69 98,10 97,88 97,55 96,50 97,00 97,50 98,00 98,50 99,00 1 2 3 4 5 Colunas Co ta s m éd ia s (m ) SISTEMATIZAÇÃO Exemplo: 99,08 98,79 98,58 98,05 97,51 97,29 96 96,5 97 97,5 98 98,5 99 99,5 1 2 3 4 5 6 Linhas Co ta s m éd ia s (m ) 1 2 3 4 5 Zy y.Zy 1 99,52 99,33 99,07 98,85 98,63 99,08 99,08 2 99,27 99,09 98,79 98,64 98,14 98,79 197,58 3 99,14 98,85 98,66 98,37 97,89 98,58 295,56 4 98,76 98,63 97,84 97,73 97,31 98,05 392,20 5 98,36 98,20 97,31 96,92 96,77 97,51 487,55 6 98,18 98,06 96,95 96,74 96,54 97,29 583,74 Zx 98,87 98,69 98,10 97,88 97,55 x.Zx 98,87 197,38 294,30 391,52 487,75 SISTEMATIZAÇÃO Exemplo: 1 2 3 4 5 Zy y.Zy 1 99,52 99,33 99,07 98,85 98,63 99,08 2 99,27 99,09 98,79 98,64 98,14 98,79 3 99,14 98,85 98,66 98,37 97,89 98,58 4 98,76 98,63 97,84 97,73 97,31 98,05 5 98,36 98,20 97,31 96,92 96,77 97,51 6 98,18 98,06 96,95 96,74 96,54 97,29 Zx 98,87 98,69 98,10 97,88 97,55 x.Zx 1469,82 2055,71 SISTEMATIZAÇÃO Exemplo: nX x Xc ) ( nY y Yc ) ( N H Hc XY ) ( Xc – abscissa do centróide Yc – ordenada do centróide Hc – cota do centróide 5 15 Xc 3 Xc 6 21 Yc 3,5 Yc 30 2946,54 Hc 98,218 Hc Cálculo do Centróide SISTEMATIZAÇÃO Exemplo: )(.)( )(.).( 2 )/( xXcx xHcxHx dx colunam 15.0,355 15.218,9882,1469 )/( colunamdx Cálculo da declividade melhor adaptada ao terreno 35,0)/( colunamdx )(.)( )(.).( 2 )/( yYcy yHcyHy dy linham 21.5,391 21.218,9871,2055 )/( linhamdy 39,0)/( linhamdy SISTEMATIZAÇÃO 98,63 98,14 97,89 97,31 98,85 98,64 98,37 97,73 99,07 98,79 98,66 97,84 99,33 99,09 98,85 98,63 99,52 99, 27 99,14 98,76 96,77 96,54 96,92 96,74 97,31 96,95 98,06 98,18 98,20 98,36 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Exemplo: dx = -0,35m/coluna d y = - 0 ,3 9 m /l in h a SISTEMATIZAÇÃO Exemplo: Cálculo do Z0 Z0 = Zc - (Xc. dx) - (Yc.dy) Z0 = 98,218 - (3. (-0,35)) - (3,5.(-0,39)) Z0 = 98,218 + 1,05 + 1,365 Z0 = 100,63m SISTEMATIZAÇÃO 98,63 98,14 97,89 97,31 98,85 98,64 98,37 97,73 99,07 98,79 98,66 97,84 99,33 99,09 98,85 98,63 99,52 99, 27 99,14 98,76 96,77 96,54 96,92 96,74 97,31 96,95 98,06 98,18 98,20 98,36 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Exemplo: dx = -0,35m/colunad y = - 0 ,3 9 m /l in h a H0=100,63m SISTEMATIZAÇÃO Exemplo: Cálculo das cotas sistematizadas Hxy’= H0 + (X. dx) + (Y.dy) Estaca 11 (coluna 1(x) , linha 1(y)) H11 = 100,63 + (1. (-0,35)) + (1.(-0,39)) H11 = 99,89 SISTEMATIZAÇÃO 98,63 98,14 97,89 97,31 98,85 98,64 98,37 97,73 99,07 98,79 98,66 97,84 99,33 99,09 98,85 98,63 99,52 99, 27 99,14 98,76 96,77 96,54 96,92 96,74 97,31 96,95 98,06 98,18 98,20 98,36 99,89 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Exemplo: dx = -0,35m/coluna d y = - 0 ,3 9 m /l in h a H0=100,63m SISTEMATIZAÇÃO Exemplo: Cálculo das cotas sistematizadas Zxy’= Z0 + (X. dx) + (Y.dy) Estaca 11 (coluna 1(x) , linha 1(y)) H11 = 100,63 + (1. (-0,35)) + (1.(-0,39)) H11 = 99,89 Estaca 21 (coluna 2(x) , linha 1(y)) H21 = 100,63 + (2. (-0,35)) + (1.(-0,39)) H21 = 99,54 SISTEMATIZAÇÃO 98,63 98,14 97,89 97,31 98,85 98,64 98,37 97,73 99,07 98,79 98,66 97,84 99,33 99,09 98,85 98,63 99,52 99, 27 99,14 98,76 96,77 96,54 96,92 96,74 97,31 96,95 98,06 98,18 98,20 98,36 99,89 99,54 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Exemplo: dx = -0,35m/coluna d y = - 0 ,3 9 m /l in h a H0=100,63m SISTEMATIZAÇÃO Exemplo: Cálculo das cotas sistematizadas Zxy’= Z0 + (X. dx) + (Y.dy) Estaca 11 (coluna 1(x) , linha 1(y)) H11 = 100,63 + (1. (-0,35)) + (1.(-0,39)) H11 = 99,89 Estaca 21 (coluna 2(x) , linha 1(y)) H21 = 100,63 + (2. (-0,35)) + (1.(-0,39)) H21 = 99,54 Estaca 31 (coluna 3(x) , linha 1(y)) H31 = 100,63 + (3. (-0,35)) + (1.(-0,39)) H31 = 99,19 SISTEMATIZAÇÃO 98,63 98,14 97,89 97,31 98,85 98,64 98,37 97,73 99,07 98,79 98,66 97,84 99,33 99,09 98,85 98,63 99,52 99, 27 99,14 98,76 96,77 96,54 96,92 96,74 97,31 96,95 98,06 98,18 98,20 98,36 99,89 99,54 99,19 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Exemplo: dx = -0,35m/coluna d y = - 0 ,3 9 m /l in h a H0=100,63m SISTEMATIZAÇÃO 98,63 98,14 97,89 97,31 98,85 98,64 98,37 97,73 99,07 98,79 98,66 97,84 99,33 99,09 98,85 98,63 99,52 99, 27 99,14 98,76 96,77 96,54 96,92 96,74 97,31 96,95 98,06 98,18 98,20 98,36 99,89 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Exercício: Calcular as demais cotas sistematizadas do terreno dx = -0,35m/coluna d y = - 0 ,3 9 m /l in h a H0=100,63m 99,54 99,19 97,94 98,18 97,59 98,06 97,24 96,95 96,89 96,74 96,54 96,54 98,33 98,36 97,98 98,2 97,63 97,31 97,28 96,92 96,93 96,77 98,72 98,76 98,37 98,63 98,02 97,84 97,67 97,73 97,32 97,31 99,11 99,14 98,76 98,85 98,41 98,66 98,06 98,37 97,71 97,89 99,50 99,27 99,15 99,09 98,8 98,79 98,45 98,64 98,1 98,14 99,89 99,52 99,54 99,33 99,19 99,07 98,84 98,85 98,49 98,63 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 97,94 98,18 97,59 98,06 97,24 96,95 96,89 96,74 96,54 96,54 0,29 0,15 0 98,33 98,36 97,98 98,2 97,63 97,31 97,28 96,92 96,93 96,77 0,32 0,36 0,16 98,72 98,76 98,37 98,63 98,02 97,84 97,67 97,73 97,32 97,31 0,18 0,01 99,11 99,14 98,76 98,85 98,41 98,66 98,06 98,37 97,71 97,89 99,50 99,27 99,15 99,09 98,8 98,79 98,45 98,64 98,1 98,14 0,23 0,06 0,01 99,89 99,52 99,54 99,33 99,19 99,07 98,84 98,85 98,49 98,63 0,37 0,21 0,12 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 COTAS DE ATERRO (COTA NATURAL < COTA SISTEMATIZADA) 97,94 98,18 97,59 98,06 97,24 96,95 96,89 96,74 96,54 96,54 0,24 0,47 0 98,33 98,36 97,98 98,2 97,63 97,31 97,28 96,92 96,93 96,77 0,03 0,22 98,72 98,76 98,37 98,63 98,02 97,84 97,67 97,73 97,32 97,31 0,04 0,26 0,06 99,11 99,14 98,76 98,85 98,41 98,66 98,06 98,37 97,71 97,89 0,03 0,09 0,25 0,31 0,18 99,50 99,27 99,15 99,09 98,80 98,79 98,45 98,64 98,10 98,14 0,19 0,04 99,89 99,52 99,54 99,33 99,19 99,07 98,84 98,85 98,49 98,63 0,01 0,14 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 COTAS DE CORTE (COTA NATURAL > COTA SISTEMATIZADA) 97,94 98,18 97,59 98,06 97,24 96,95 96,89 96,74 96,54 96,54 0,24 0,47 0,29 0,15 0 98,33 98,36 97,98 98,2 97,63 97,31 97,28 96,92 96,93 96,77 0,03 0,22 0,32 0,36 0,16 98,72 98,76 98,37 98,63 98,02 97,84 97,67 97,73 97,32 97,31 0,04 0,26 0,18 0,06 0,01 99,11 99,14 98,76 98,85 98,41 98,66 98,06 98,37 97,71 97,89 0,03 0,09 0,25 0,31 0,18 99,50 99,27 99,15 99,09 98,8 98,79 98,45 98,64 98,1 98,14 0,23 0,06 0,01 0,19 0,04 99,89 99,52 99,54 99,33 99,19 99,07 98,84 98,85 98,49 98,63 0,37 0,21 0,12 0,01 0,14 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Cálculo dos volumes de corte e aterro Em sistematização o ideal é que a terra utilizada nos aterros seja oriunda dos cortes realizados no terreno. Uma maneira de garantir isto estabelece-se que a soma de todos os cortes deve ultrapassar em 30% a soma dos aterros. 3,1 ___ ___ aterrodeTotalVolume cortedeTotalVolume Os volumes de corte e de aterro da sistematização são calculados quadrado por quadrado da quadriculação do terreno, multiplicado-se as respectivas áreas de corte e de aterro pelas médias aritméticas dos cortes e aterros efetuados em seus vértices. O volume total de corte ou aterro será a somatória dos volumes calculados em cada quadrado. Volume de corte = Área de corte x Média das cotas de corte Volume de aterro = Área de aterro x Média das cotas de aterro Cálculo dos volumes de corte e aterro Quando a relação volume de corte/Volume de aterro não atende o valor descrito, é necessário deslocar o plano de terreno sistematizado 0,01m (1cm) para baixo. O que provoca um aumento de 0,01m nos cortes e uma redução de 0,01m nos aterros. Caso a relação corte/aterro ainda não for satisfeita, baixa- se novamente o plano do terreno sistematizado 0,01m, e assim, sucessivamente até que a relação desejada seja atingida. 3,1 ___ ___ aterrodeTotalVolume cortedeTotalVolume Cálculo dos volumes de corte e aterro Exemplo: Cálculo dos volumes de corte e aterro entre as estacas 11, 12, 21 e 22 97,94 98,18 97,59 98,06 97,24 96,95 96,89 96,74 96,54 96,54 0,24 0,47 0,29 0,15 0 98,33 98,36 97,98 98,2 97,63 97,31 97,28 96,92 96,9396,77 0,03 0,22 0,32 0,36 0,16 98,72 98,76 98,37 98,63 98,02 97,84 97,67 97,73 97,32 97,31 0,04 0,26 0,18 0,06 0,01 99,11 99,14 98,76 98,85 98,41 98,66 98,06 98,37 97,71 97,89 0,03 0,09 0,25 0,31 0,18 99,50 99,27 99,15 99,09 98,8 98,79 98,45 98,64 98,1 98,14 0,23 0,06 0,01 0,19 0,04 99,89 99,52 99,54 99,33 99,19 99,07 98,84 98,85 98,49 98,63 0,37 0,21 0,12 0,01 0,14 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Cálculo dos volumes de corte e aterro Exemplo: Cálculo dos volumes de corte e aterro entre as estacas 11, 12, 21 e 22 11 22 21 12 A=0,37 A=0,23 A=0,21 A=0,06 ÁREA DE ATERRO Cálculo da área de aterro AA = 20x20 400m² 20m Cálculo do volume de aterro VA = A de aterro x média das cotas de A VA = 400. [(0,23+0,06+0,21+0,37)/4] VA = 400. 0,2175 VA = 87m³ Cálculo dos volumes de corte e aterro Exemplo: Cálculo dos volumes de corte e aterro entre as estacas 12, 13, 22 e 23 97,94 98,18 97,59 98,06 97,24 96,95 96,89 96,74 96,54 96,54 0,24 0,47 0,29 0,15 0 98,33 98,36 97,98 98,2 97,63 97,31 97,28 96,92 96,93 96,77 0,03 0,22 0,32 0,36 0,16 98,72 98,76 98,37 98,63 98,02 97,84 97,67 97,73 97,32 97,31 0,04 0,26 0,18 0,06 0,01 99,11 99,14 98,76 98,85 98,41 98,66 98,06 98,37 97,71 97,89 0,03 0,09 0,25 0,31 0,18 99,50 99,27 99,15 99,09 98,8 98,79 98,45 98,64 98,1 98,14 0,23 0,06 0,01 0,19 0,04 99,89 99,52 99,54 99,33 99,19 99,07 98,84 98,85 98,49 98,63 0,37 0,21 0,12 0,01 0,14 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Cálculo dos volumes de corte e aterro Exemplo: Cálculo dos volumes de corte e aterro entre as estacas 11, 12, 21 e 22 12 23 22 13 A=0,23 C=0,03 A=0,06 C=0,09 ÁREA DE ATERRO Cálculo das distâncias Y1 e Y2 (interpolação) 20m Cálculo das áreas de corte e aterro VC = A de corte x média das cotas de C VC = 143. [(0,03 + 0,09 + 0 + 0) / 4] ÁREA DE CORTE Y1 Y2 0 0 1 003,0 20 23,003,0 Y mY 3,21 2 009,0 20 06,009,0 Y mY 0,122 2 20).123,2( AC ²0,143 mAC 2 20).87,17( AA ²257mAA Cálculo dos volumes de corte e aterro VC = 143. 0,03 VC = 4,29m³ VA = A de aterro x média das cotas de A VA = 257. [(0,23 + 0,06 + 0 + 0) / 4] VA = 257. 0,0725 VA = 18,63m³ 97,94 98,18 97,59 98,06 97,24 96,95 96,89 96,74 96,54 96,54 0,24 0,47 0,29 0,15 0 98,33 98,36 97,98 98,2 97,63 97,31 97,28 96,92 96,93 96,77 0,03 0,22 0,32 0,36 0,16 98,72 98,76 98,37 98,63 98,02 97,84 97,67 97,73 97,32 97,31 0,04 0,26 0,18 0,06 0,01 99,11 99,14 98,76 98,85 98,41 98,66 98,06 98,37 97,71 97,89 0,03 0,09 0,25 0,31 0,18 99,50 99,27 99,15 99,09 98,8 98,79 98,45 98,64 98,1 98,14 0,23 0,06 0,01 0,19 0,04 99,89 99,52 99,54 99,33 99,19 99,07 98,84 98,85 98,49 98,63 0,37 0,21 0,12 0,01 0,14 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Exercicio: Calcule os volumes totais de corte e aterro da sistematização, e veja se a relação VC/VA é igual ou superior a 1,3. 5 4 3 2 1 6 7 8 9 10 15 14 13 12 11 16 17 18 19 20
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