terraplenagem aula 0001

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CONTRUÇÕES PESADAS
Remoção de solos
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Terraplenagem
Definido como sendo o conjunto de operações de escavação, carga, transporte e descarga, com eventual compactação e acabamento executados a fim de passar-se de um terreno em seu estado natural para uma nova conformação topográfica desejada. 
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Terraplanagem
 
Terraplenagem manual.
Terraplenagem mecanizada.
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Terraplanagem mecanizada
Grandes investimentos: alto custo;
Exige serviços bem planejados e executados;
- Reduz a mão de obra, porém exige mão de obra especializada;
- Permite que as operações sejam de grande volume de material.
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Ciclo de operação:
- Escavação;
- Carga do material;
- Transporte;
- Descarga e espalhamento.
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Classificação
Existe grande diversidade de solo materiais que podem ser removidos.
Logo, há necessidade de uma classificação específica para os trabalhos de terraplenagem.
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Conceitos
Rochas: materiais da crosta terrestre. Provenientes da solidificação do magma ou da consolidação de depósitos sedimentares; 
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Solos - conceito
Materiais constituintes da crosta terrestre provenientes da decomposição “in situ” das rochas pelos agentes geológicos e/ou agentes atmosféricos. 
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Terminologia das rochas.
Bloco de rocha: pedaço isolado de rocha com  médio superior a 1 m.
Matacão: pedaço de rocha com  médio superior a 25 cm e inferior a 1 m.
Pedra: pedaço de rocha com  médio compreendido entre 7,6 cm e 25 cm.
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Obs.: desmonte de rochas
Rocha branda – constituída por materiais compactos que exigem o emprego de explosivos de baixa potência.
Rocha dura – rocha cujo desmonte só se torna possível com emprego de explosivos de alta potência.
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Terminologia dos solos
1. Pedregulho: solos com  superiores a 4,8 mm e inferiores a 76 mm.
2. Areia: com  máximos superiores a 0,05 mm e inferiores a 4,8 mm.
3. Silte: solo que apresenta coesão para formar quando seco torrões facilmente desagregáveis, com  máximo superiores a 0,005 mm e inferiores a 0,05 mm. 
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Terminologia dos solos
4. Argila: solo que apresenta característica marcante de plasticidade, quando úmido apresenta fácil moldagem, quando seco apresenta coesão com difícil desagregação por pressão dos dedos, apresenta  máximos inferiores a 0,005 mm.
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Terminologia dos solos
Solos que não apresentam predominância de propriedades caracterizadas anteriormente são designados pelo nome composto.
Exemplo: argila arenosa, silto-argiloso, etc.
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Terminologia dos solos
5. Solos com matéria orgânica: apresentam teor apreciável de material orgânico.
6. Turfas: grandes porcentagem de partículas fibrosas de material carbonoso ao lado de matéria orgânica do estado coloidal.
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Critério para a classificação em relação à escavação.
O principal critério consiste na maior ou menor dificuldade ou resistência ao desmonte, seja manual ou mecanizado.
Obs.: Em relação a classificação geológica, não há uma relação entre a classificação e a dificuldade de desmonte.
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Categorias
Com a mecanização, a classificação passou a ser definida por razões econômicas.
 Assim, foi definida a classificação em categorias.
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Primeira categoria
– Terra em geral, piçarra ou argila, rocha em adiantado estado de decomposição, seixos rolados ou não, com diâmetro inferior a 15 cm, qualquer que seja o teor de umidade, compatíveis com a utilização de dozer, scraper rebocado ou motorizado
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1ª Categoria 
– facilmente escaváveis com equipamentos normais
Mesmo que apresentem-se rijos em função de baixo teor de umidade;
Ainda que estejam misturados com pedras, seixos rolados ou matacões, desde que sejam escaváveis com o equipamento indicados;
No caso de rochas alteradas com pouca compacidade.
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Segunda categoria
2ª Categoria – Rocha com resistência à penetração mecânica inferior ao granito, blocos de pedra de volume inferior a 1 m3, matacões e pedras de diâmetro médio inferior a 15 cm, cuja extração se processa com emprego de explosivos, máquinas de terraplanagem e ferramentas manuais comuns.
 
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Terceira categoria
3ª Categoria – rocha com resistência à penetração mecânica superior ou igual à do granito, cuja extração e redução se processam com o emprego contínuo de explosivo.
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3ª Categoria
A rocha viva, é a melhor caracterizada, porque só a ela pertencem os materiais que apenas admitem o desmonte pelo o emprego contínuo e exclusivo de explosivos de média e alta potência, e apresenta dureza igual ou superior à do granito. 
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Fatores que influenciam a escavação
Tamanho e forma das partículas.
a.Quanto maior o tamanho das partículas individuais de um solo, mais difícil será o desmonte pelas bordas das lâminas e das caçambas.
	b. Partículas com arestas vivas resistem mais ao corte e requerem maior potência para efetuá-lo do que as com formas arredondadas.
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Fatores que influenciam a escavação:
2. Vazios
Quanto menor o volume de vazios, as partículas individuais terão maior área de contato com as outras que as circundam, o que implica aumento do atrito de partícula a partícula.
Um solo bem compactado, que tem pequeno volume de vazios oferece maior resistência ao corte.
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Fatores que influenciam a escavação:
3. Teor de umidade
Os baixos teores de umidade aumentam o atrito entre os grãos, desta forma temos maior dificuldade no desmonte dos solos mais secos.
Solos muito úmidos que possuem grande quantidade de água nos interstícios têm densidades maiores, o que significa maior potência da máquina a ser utilizadas.
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Observação
No caso de rochas com vária camadas de alteração poderá ocorrer a utilização concomitante dos dois processos. 
- Uso da pré-escarificação e uso de explosivos de baixa potência.
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Equipamentos p/ terraplanagem
Motoscraper
Aplainadora
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Equipamentos de Terraplanagem
Moto Scraper Dozer
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Sondagem 
O resultado da prospecção de solos define informações relevantes para definir as camadas dos perfis do solos e rochas encontradas no subsolo a serem removidos.
Processos de sondagem.
Trado manual: este equipamento permite a perfuração até 3 m em solos de pouca consistência e classificáveis na 1ª Categoria.
Obs.: os materiais atingem certa compacidade e se apresentam com baixos teores de umidade, o trado podem encontrar dificuldades. 
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Trado manual
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Trado portátil
Trado portátil acionado por motor: neste caso o trado é acionado por motor auxiliar de gasolina, o que permite a penetração em solos mais consistentes até 15 m de profundidade. 
 
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Trado rotativo
Trado rotativo montado sobre caminhão: utilizado para a sondagem de reconhecimento em materiais de pouca ou média consistência, incluíndo-se rocha alterada, atingindo até 60 m de profundidade.
– inadequado para o corte de rocha dura.
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Trado rotativo montado sobre caminhão
A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a consistência do material, de acordo com a tabela.
Tipo de Velocidade Classificação
material média – m/h provável
Solos residuais pouco 18 – 36 1ª Categoria 
 consistentes
Solos residuais de 0 – 18 2ª Categoria
consistência média c/pré-escarificação
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Perfuratriz rotativa
Perfuratriz rotativa montada sobre trator: caracterizada com furo de 3 ½¨ em sondagem de reconhecimento.
A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a consistência do material, de acordo com a tabela.
Tipo de Velocidade Classificação
material média – m/h provável
Rocha bem alterada 15 –22 2ª Categoria
 c/pré-escarificação
Rocha medianamente alterada 7,5 – 22 2ª Categoria
consistência média c/pré-escarificação
 e explosivos
Rocha dura 0 – 7,5 3ª Categoria
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Método sísmico
Método mais preciso para a determinação dos perfis das camadas de solo e rocha no subsolo. 
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Método sísmico
– este método baseia-se no fato que as ondas de choque provocadas por explosivos atravessam as camadas de diferentes rochas com velocidade proporcionais ao grua de compacidade que elas apresentam.
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Método sísmico
Estas ondas obedecem à lei de refração de Snell e são refratadas da direção inicial de propagação. Podendo variar da direção vertical até a horizontal, dependendo das velocidades de propagação
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Sondagem
Pode-se calcular as velocidades de ondas de choque através das camadas sucessivas de diferentes densidades, bem como as espessuras correspondentes.
Importante: Sabe-se que os custos de escavação aumentam substancialmente com a compacidade dos materiais. A velocidade é proporcional a compacidade.
 Solo natural
 
 Rocha alterada
 Rocha dura
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Método sísmico para sondagem - equipamentos
Geofone
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Método sísmico para sondagem
Conhecendo-se as velocidades é possível conhecer a natureza das camadas das rochas existentes no subsolo e suas espessuras, podendo ser estimado o custo da escavação e melhor planejar a seleção de equipamentos.
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Sondagem
Correlação entre as velocidades de propagação e a escarificabilidade dos materiais.
Trator com ripper (escarificador) na faixa de 200/300HP, com peso de 30 a 45 t
 Velocidade de Escarificação Equipamento Classificação
propagação (m/s) provável
 0 – 450 não necessita equipamentos normais 1ª Categoria 
 450 – 900 escarificação leve trator com ripper transição
 900 –1200 escarificação média trator com ripper 2ª Categoria 
1200 – 1500 escarificação pesada trator com ripper 2ª Categoria
1500 – 1800 escarificação muito pesada ripper e/ou explosivo 2ª Categoria
 c/ explosivo
 > 1800 não escariável p/ desmonte de rocha 3ª Categoria
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Conceitos - Empolamento
Empolamento dos solos
Consiste em um aumento de volume devido a incorporação de vazios.
O terreno no estado natural apresenta um determinado estado de compactação.
Após o desmonte
Tem-se uma expansão volumétrica considerável.
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Volumes
Após o desmonte:
A terra assume um volume maior em relação ao estado natural.
Desta forma tem-se:
Volume solto Vs > Volume natural Vn.
Massa específica solta ( s) < Massa específica natural ( n)
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Coeficiente de empolamento
 Este fator é definido pela relação entre as massas específicas do material no estado solto em relação ao material natural. 
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Coeficiente de empolamento
Pela definição de massa específica tem-se:
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Coeficiente de empolamento
Como a terraplanagem é paga pelo volume medido no corte, portanto com a massa específica natural, convém sempre referir-se o volume a seu estado natural ou seja de corte.
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FIM
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