Resumo B1 mecânica dos solos

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MECÂNICA DOS SOLOS
AULA 01 – Mecânica dos solos: Origem e Classificação
Rochas: 
Solidificação do magma
Lavas vulcânicas 
Consolidação de depósitos sedimentares
Materiais de grande resistência 
Tipos: blocos de rocha, matacão, pedra e rocha alterada
Solos: Materiais da crosta terrestre proveniente da decomposição em situ das rochas pelos agentes geológicos.
Pedregulho: característica predominante o tamanho do diâmetro dos grãos (4,8mm <x < 76mm).
Areia: Grãos que apresentam diâmetro de 0,05< areia< 4,8mm.
Característica: Textura (grossa, média e fina) e Compacidade (fofa, mediamente compacta e compacta).
Silte: grãos menores que um grão de areia (0,005 e 0,05), que entram na formação do solo ou de uma rocha sedimentar. 
Característica: textura e compacidade
Argila (sílica + alumina): Subs. terrona proveniente da decomposição de rochas feldspáticas.
Características: Plasticidade (solo maldado facilmente e não destruído pelas mãos)
Classificação: plasticidade ( gordas e magras) e consistência (muito mole,moles, médias, rijas e duras).
Matéria orgânica (decomposição de animais e vegetais): LL de uma amostra seca em estufa menor q 75% do LL natural.
Características: cor escura e odor característico, grande compressibilidade, alto índice de vazios, solo fofo não plástico e combustível.
Solo Residual: decomposição da rocha mãe no próprio local onde se encontra.
Solo transportado: Carregado do meu local de origem por algum a gente de transporte.
Classificação: solo coluvionar (gravidade) e solo aluvionar (água dos rios)
Turfas: solo com grande porcentagem de matéria orgânica 
Alteração de rocha: degradação das rochas por fatores geológicos
Solo superfície: abaixo da superfície do terreno natural, exposto por fatores climáticos.
Características do solo: Tamanho e forma das partículas, índice de vazios, teor de umidade
Classificação dos materiais: Maior ou menor dificuldade/ resistência ao desmonte seja manual ou mecanizado. 
Segundo o DER –SP 
1ª categoria: Solos de natureza residual ou sedimentar, escavado por tratores e não se faz necessário o uso de explosivos.
2ª categoria: Solo formado por rochas alteradas ou fraturada, sendo escavada por equipamento de escarifação ou ainda eventualmente o uso de explosivos.
3ª categoria: Solo formados por rocha sã, matacões maciços e rochas fraturadas, para a extração são reduzidos em blocos menores e o uso continuo de explosivos.
Solo mole ou Brejoso: solo que não apresenta capacidade de suporte (alto teor de umidade)para uso de equipamentos, que são apoiados fora da área de remoção.
AULA 02- Granulometria de um solo 
Definição: distribuição em porcentagens dos diversos tamanho de grãos.
Porcentagem que passa: peso que passa em cada peneira, referido ao peso seco da amostra;
Porcentagem retida: % retida em uma peneira;
Porcentagem acumulado: soma dos % retidos das peneiras superiores, com o percentual da peneira em estudo;
Módulo de finura: Soma dos percentuais acumulados. Quando maior a finura, mais grosso será o solo;
Diâmetro máximo: nº da peneira da série normal na qual a % acumulado é < 5%, desde que a % seja maior na próxima peneira;
Diâmetro efetivo: correspondente a 10% em peso total de todas as partículas menores q ele;
Coeficiente de uniformidade: razão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10%, tomados na curva granulométrica.
AULA 03- Plasticidade e Consistência dos solos
Plasticidade: moldar os solos sob certas condições de umidade sem variação de vol. e sem ruptura. (argila)
Limite de liquidez (muita água) : solo plástico (facilmente moldável)
Limite de plasticidade: solo em estado semi-sólido(variação do vol. com a secagem)
Limite de concentração (pouca água): nos limites entre semi-sólido e sólido (não há variação de vol.)
Estado líquido: fluido denso.
AULA 04- Índices físicos do solo 
Ensaios:
Limite de liquidez (teor de umidade que proporciona fechamento em 25 golpes);(aparelho de casa grande): Add água na amostra do solo, coloca no aparelho fazendo-se uma ranhura, com a manivela é dado golpes até que se feche em 13mm e por mim se determina o teor de umidade. Se a amostra não se fecha em 15 a 35 golpes, não possui LL.
Limite de plasticidade: Moldar na mão a amostra em um cilindro de D= 3mm e 10 cm de comprimento, repetido até se obter valores de umidade que se difiram de 3%. Se não moldar, não há LP.
Limite de concentração: Preparar uma pasta próxima ao LL, colocá-la em um recipiente e extrair o ar, colocar em uma estufa, com a amostra seca colocar mercúrio e determinar o peso extravasado do liquido, a umidade é diminuída até o equilibro .
 
AULA 05- Reconhecimento e Investigação do Subsolo 
Táctil e Visual: realizada com base na experiência e sensibilidade. 
 *Esfregando a amostra entre os dedos, se esta for áspera é areia, se for lisa é argila.
* Fazendo bolinhas e deixando secar, através da pressão dos dedos, a argila será mais resistente do que areia ou silte. 
* Em agua limpa a areia desce para o fundo do recipiente e a argila decanta.
Investigação do SUBSOLO: direto (poços, trincheiras, sondagens), indireto (sensoriamento remoto e ensaio geofísicos).
Sondagens: SPT (Standard Penetration Test) – as distancias de sondagens devem cobrir toda a área e não podem ultrapassar 30 cm.
Trado: feita de forma manual ou mecânica, porem está limitada a presença de pedregulhos, matacões, água e areais muito compactas.
SPT: Baixo custo, realizado em locais de difícil acesso, coleta amostras e determina o índice que estime a resistência e também o nível d’água.
Ensaio de SPT: Perfuração + ensaio
Perfuração
Limpeza do terreno e locação do furo
Perfuração realizada com trado, mas se oferece resistência usa-se a percussão
Solo escavado por percussão (queda e torção)
Detritos retirados por circulação de água
Encerra-se com a profundidade atingida desejada ou atingir o nível de impenetrável à percussão
Registro do nível de agua é feito no dia seguinte para evitar a influência da circulação da mesma
Ensaio
Executado a cada 1 m de profundidade
Interrompe a perfuração para o ensaio
Cravar o amostrador por golpes do martelo caindo 75 cm
Amostrador cravado em 45 cm no solo
Anotar golpes a cada 15 cm
NSPT (índice de resistência a penetração): é o nº de golpes utilizado para cravas os últimos 15 cm. Usado para a escolha do tipo de fundação.
Solos moles: Encosta-se o martelo na haste e anota-se até que profundidade a haste e o martelo penetram somente com o peso estático do conjunto.
AULA 13- Introdução aos equipamentos de terraplenagem
UNIDADES DE TRAÇÃO (TRATORES)
Máquina básica, que podem ser moldadas ou adaptadas para realizar as operações básicas de terraplenagem. Dividem-se em : esteira e pneus
Características: Esforço trator (força p/ executar as funções), velocidade, aderência (sem patinas), flutuação (não afunda em solos de baixa capacidade) e balanceamento (condições de equilíbrio).
Trator de esteiras: Trator de pneus:
Esforço trator elevado * boa, mais limitado pela aderência
Boa aderência * sofrível 
Boa flutuação * regular a má 
Bom balanceamento * bom 
Velocidade baixa (10 km/h) * velocidade alta (70 km/h)
Campo de aplicação
Esteiras: esforços elevados, rampas com grande declividade, solo de baixa capacidade, não levando em conta o fator velocidade.
Pneus: topografia favorável, solo com boa capacidade de suporte e com a vantagem velocidade.
ESCAVO- EMPURRADORAS
Função: escava e empurra (trator de pneus ou esteiras + lâmina)/ bulldozer
ESCAVO-TRANSPORTADORAS:
Função: transportar distancias médias materiais de média consistência.
Equipamentos: scraper rebocado, scraper automotriz e motoscraper.
ESCAVO-TRANSPORTADORASFunção: Escava e carrega o material sob um outro equipamento que o leva até o material de descarga. 
Duas maquinas distintas (carregadeiras e escavadeiras)
Carregadeiras (pneus ou esteiras): com caçamba frontal, tração, direção articulada e etc...
Escavadeiras(pá mecânica): equipamento q trabalha parado. 
Tipos: hidráulica, slovel (taludes), retroescavadeira (abaixo do nível do terreno), mandíbulas e drag-line.
UNIDADES APLAINADORAS (motoniveladora)
Função: Indicadas para o acabamento da terraplenagem, como conformar o terreno e o greide final. 
Características: mobilidade na lamina de corte e precisão de movimentos.
UNIDADES DE TRANSPORTE
Função: distancias maiores onde o motoescraper se torna antieconômico.
Caminhão basculante comum
Vagões
Drumpers
Caminhões “fora de estrada”
UNIDADES COMPACTADORAS 
Função: efetuar o processo de compactação, ou seja, adensamento dos solo diminuindo o nº de vazios.
Rolo pé de carneiro
Rolo vibratório
Rolo liso 
Rolo pneumático
Rolo combinado : liso/vibratório – pé de carneiro/vibratório
Rolo Tandem
UNIDADES ESCAVO- ELEVADORAS (equipamento não convencional) (valetadeiras)
Elevada produção e contínua
 Elevação feita através de uma esteira transportadora de movimento contínuo
USO: 
Grande vol. a serem removidos
Prazos reduzidos
 Topografia favorável
Compacidade e umidade do solo
Grandes distâncias de transporte. 
AULA 14- Seleção dos Equipamentos de terraplenagem
Analisar todos os parâmetros necessários para a escolha dos equipamentos: critérios pessoais, econômicos e de cronograma.
Fatores que influenciam:
Fatores Naturais: Condições vigentes no local da obra 
Natureza do solo: primeiro fator considerado, a partir de suas características físicas, capacidade de suporte e umidade natural. (solo muito úmido = sem trator de pneus)
Topografia: rampas, aclives e declives. (scraper + trator de esteiras e motoscraper)
Fatores de projeto: 
Distancia de transporte: principal fator a ser levado em conta.
< 50 m (maquinas de esteiras + laminas)
50 e 200 m (scraper rebocado)
100 e 400 m (motoescraper)
300 a 750 (motoscraper de dois motores)
>900 m emprego de várias unidades, porém de baixo custo não influenciando no orçamento e carregados por escavo-carregadeiras.
DMT (distância média de transporte) = função entre distância e peso (R$ = ton x Km)
Fatores econômicos:
Definir os tipos de equipamento por faixa de utilização em relação as distâncias, para o seu uso econômico.
Não se deve levar em conta na escolha somente o uso do equipamento, mas sim com o conhecimento de todos os dados, verificando equipes diferentes para a escolha mais segura e econômica. 
AULA 15 – EXECUÇÃO DE TERRAPLENAGEM
FASES: 
INSTALAÇÃO DO CANTEIRO DE OBRAS: PRIMEIRA PROVIDÊNCIA A SER TOMADA. 
*Escolher um local perto do centro de gravidade da obra
*Procurar não locar os colaboradores em centros urbanos, pois além de gastar com transporte, também há um desgaste diminuindo a produção
TRANSPORTE DOS EQUIPAMENTOS
*Envio dos equipamentos ao local da obra: esteiras (caretas especiais) e pneus (autorização dos órgãos rodoviários)
* Deve constar no orçamento
CONSTRUÇÃO DE ESTRADAS DE SERVIÇO
*acesso a todos os pontos do trecho a ser implantado
*obras e baixo custo, com largura de 4 à 5 m.
* Melhorar o greide, eliminando ou suavizando as rampas de inclinação
* Nas baixadas é feito pequenos aterros, para evitar solos de má qualidade e imundação.
CONSOLIDAÇÃO DOS TERRENOS DE FUNDAÇÃO DOS ATERROS
*pouca consistência e pequena capacidade de suporte, para evitar recalques exagerados, escorregamento lateral ocasionando o afundamento do terreno.
LOCAÇÃO TOPOGRÁFICA
*órgão rodoviário fornece o eixo da estrada locado e piquetado
*proceder marcação de “off-set”, deslocamento das estacas numeradas garantindo sua conservação.
* não pode haver erros nessa parte, ocasionando problemas futuros
LIMPEZA DA FAIXA, DESMATAMENTO E DESTOCAMENTO
*Produção precária, pois os métodos variam de uma região para a outra.
*estudar métodos com menor margem de erro e melhor uso das maquinas empregadas nesse processo, dentre eles: porte da vegetação, uso final da terra, condições do solo, topografia e especificações da obra
OPERAÇÕES BASICAS DE TERRAPLENAGEM:
Escavação: romper a compacidade do solo em seu estado natural tornando-o possível ao manuseio
Carga de material escavado: enchimento da caçamba ou acumulo mediante lâmina da máquina do material escavado
Transporte: movimentação de terra do local escavado para o local onde será depositado
Descarga e espalhamento: execução do aterro propriamente dito, operação de adensamento do solo, se determinado.
REMOÇÃO DE SOLOS MOLES (turfa, areia muito fofa, mat. Orgânica e solos hidromórficos): retirada de camadas de solo impróprios para a utilização em aterro e como terreno de fundação, com uso de equipamentos adequados.
CORTES: segmentos que requerem escavação do terreno natural ao longo do eixo e no interior dos limites.
Sequência construtiva: Locação topográfica/ limpeza, remoção e obstáculos/ remoção da camada vegetal/ equipamentos adequados/ acabamento do corte
*Caixa de empréstimo: escavações efetuadas em locais previamente definidos para obtenção de materiais destinados à complementação de vol necessários para aterros, quando houver insuficiência de volumes nos cortes. (empréstimo laterais e concentrados)
ATERRO: segmentos que requerem deposito, espalhamento e compactação controlada de matérias provenientes de cortes ou empréstimos. 
Serviço: marcação dos “off-sets”/ iniciar em cotas mais baixas e em camadas horizontais, prever caimento lateral para escoamento da água/ escalonar ou zonear praças de trabalho
*Bota-fora: vol de materiais que por excesso ou por condições geotécnicas insatisfatória, são destinados a áreas externas da rodovia e não são utilizáveis em terraplenagem. O local escolhido não pode causar efeitos na obra e nem no meio ambiente.
COMPENSAÇÃO DE VOLUMES: vol que surge das escavações em cortes ou caixa de empréstimo, que deverão ser transportados para os aterros ou bota-fora. Classificados em: longitudinal (vol extraído é levado para um local diferente da origem) e lateral (usado no mesmo segmento em que se processou a escavação).
Etapas de execução: lançamento do material/ espalhamento das camadas, com espessura não mais de 30cm/ compactação de cada camada e regularização projetada se necessário.
Compactação dos aterros: 
“Definição de compactação: aplicação de forças externas destinadas a reduzir o volume dos vazios do solo, até atingir a massa especifica máxima, resistência e estabilidade 
Fatores de Influencia: Natureza do solo/ teor de agua/ energia de compactação/ número de passadas e espessuras/ processo de compactação/velocidade de compactação
“NUNCA SE DEVE EXECUTAR UMA COMPACTAÇÃO EM UMIDADE DIFERENTE DA ÓTIMA”
Solo seco – não haverá coesão das partículas e o solo ficará solto
Solo muito úmido – o solo fica plástico e aparece o fenômeno chamado borrachudo.