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Infraestruturas de vias Terrestres Aula 11-Terraplanagem -CIV 256- Prof. Ms. Marina Bedeschi Universidade Federal de Ouro Preto Escola de Minas – DECIV Terraplanagem • Conceito: É um conjunto de operações mecanizadas ou não, executadas durante a construção de uma estrada ou aeroporto, visando conformar o perfil do terreno ao greide de Projeto. Terraplanagem Trabalhos preliminares: Antes de iniciar a construção da estrada em um trecho virgem, é necessário que primeiramente sejam realizadas as seguintes fases de trabalho: • Reconhecimento; • Exploração; • Projeto; • Locação; Quando já existe um caminho ou estrada a melhorar, os procedimentos se simplificam. Terraplanagem Locação: depois de elaborado o projeto, feito o orçamento e aprovado a construção da estrada, será feita a implantação do seu eixo no terreno, para em seguida iniciarmos os trabalhos de terraplanagem. Terraplanagem Estudos que antecedem a execução da Terraplenagem: • Anteprojeto • Projeto Terraplanagem Fase de Anteprojeto • Estudo preliminar da Terraplenagem: • Levantamento topográfico • Projeto geométrico • Cubação • Estudos das alternativas dos movimentos de terra • Pré-dimensionamento da frota de equipamentos • Cronograma Físico Terraplanagem Fase de Anteprojeto • Estudos hidro-geológicos e Geotécnicos. • Compatibilização dos Planos de Urbanização e Paisagismo com as alternativas existentes. • Quadro com resumo dos volumes de corte, por categoria e dos volumes de aterro a compactar Terraplanagem Fase de Projeto • Cálculo de cubação do movimento de terra • Constituição dos aterros, indicando a origem dos materiais e o GC (grau de compactação) a ser observado. • Cálculo das distâncias de transporte. Terraplanagem Fase de Projeto • Detalhes das seções transversais e das soluções adotadas: inclinação de taludes, alargamento de cortes, fundações de aterro, etc. • Locação do eixo definitivo; marcação dos “Off Sets”. • Projeto de drenagem superficial; transversal e subterrânea. • Projeto de proteção da natureza, na execução da terraplenagem. Materiais utilizados na terraplanagem • Rochas: materiais que formam a crosta terrestre, apresentando em geral apreciável resistência à penetração mecânica ainda que em prolongado contato com a água; • Solos: materiais superficiais da crosta terrestre, provenientes de alteração de rochas, ou da acumulação de sedimentos oriundos de outras partes Estudo dos materiais Terra comum: seriam os solos facilmente escaváveis com o emprego da pá ou enxada. Turfas: solos com grande porcentagem de partículas fibrosas de materiais de carbonos ao lado de matéria orgânica no estado coloidal. Este tipo de solo pode ser identificado por ser fofo, não plástico e combustível. Laterita: solo de cor avermelhada, muito comum nas regiões quentes e úmidas Massapê: solo predominantemente no recôncavo baiano, apresentando coloração variada desde o branco ao castanho escuro, de granulometria fina, possuindo elevada porcentagem de argila e de silte e também alto índice de plasticidade, quando seco apresenta grande resistência e quando saturado resistência praticamente nula. Saibro: solo geralmente de granulometria bem distribuída predominantemente arenosa, e com baixos limites de consistência. Areia com granulometria menor que 4,8mm Moledo ou Piçarra: materiais mais compactos desmontados com o emprego de picareta. Rocha branda: constituídos por materiais compactos que exigem o emprego de explosivos de baixa potência. Rocha dura: desmonte feito com o emprego de explosivos de alta potência. Estudo dos materiais- Classificação O DNER classifica os materiais de acordo com o nível de dificuldade da execução da escavação: 1ªcategoria: são os materiais que são escavados facilmente pelas laminas das máquinas. Os solos em geral, piçarra ou argila, as rochas em adiantado estado de decomposição (pouco compactas), areia, argila comum, cascalho. Podem ser desmontados com ferramentas manuais comuns, e, também, escavados com emprego de “lâmina”, “scraper” rebocado ou motorizado, qualquer que seja o teor de umidade. Estudo dos materiais- Classificação 2ª categoria: materiais que para serem escavados precisam ser previamente escarificados. Rochas com resistência à penetração mecânica inferior ao granito, blocos de pedra com volume inferior a 2m³, matacões e pedras de diâmetro médio superior a 15 cm, argilitos, massapê. Estudo dos materiais- Classificação 3ª categoria: materiais que para serem escavados tornam necessário o uso de explosivos. São rochas com resistência à penetração mecânica superior ou igual a do granito e blocos de rocha de volume igual ou superior a 2m³, cuja extração e redução, para tornar possível o carregamento, se processa com o emprego contínuo de explosivos. Ex: granitos, gnaisse, calcários Ao trabalharmos com solos, esses mudam constantemente a sua condição de compactação, mudando em consequência, a sua densidade. Sendo essa característica muito importante na execução da terraplanagem. Empolamento (𝜀) Podemos definir o empolamento como o aumento de volume sofrido por um material ao ser removido de seu estado natural. É geralmente expresso em porcentagem do aumento do volume sofrido em relação ao volume original. Exemplo: o empolamento da argila é de 39%, o que significa que em 1m³ de argila no estado natural (antes de ser escavada) encherá um espaço de 1,39m³ no estado solto (depois de escavada) Desempolamento/ compactação É a redução sofrida por um material ao ser compactado no lugar em que é depositado. É geralmente representado da mesma forma que o empolamento, significando a redução do volume sofrido em relação ao volume inicial (diminuição do volume de vazios). Fator de conversão (f) É a relação entre as densidades do material no estado solto e no natural. Esse valor é adimensional e é importante pois nos contratos de terraplanagem têm, em geral, seus preços referidos ao material medido no corte, ou seja no seu estado natural. O empreiteiro pode avaliar o número de metros cúbicos de material medido no corte (antes de ser escavado), se registrar o número de metros cúbicos que transporta (no estado solto) durante o serviço, simplesmente multiplicando o volume solto pelo fator de conversão do material em questão. Estudo dos materiais- Mudança de volume dc . Vc = dT . VT = dA . VA Estado natural Estado solto Compactado • W - Peso de solo • Vc - Volume de corte • VT - Volume de Transporte • VA - Volume de aterro • Vvc ; VvT ; VvA - Volumes de vazios • dc ; dT ; dA - densidades • Ws - Peso de sólidos • f - Fator de conversão de volumes • 𝜀 - Empolamento Estudo dos materiais- Mudança de volume Igualando os pesos dos sólidos: a) De corte em volume de aterro Wc=Wa= dC . VC = dA . VA f= dC dA VA=f. VC b) De corte em volume de transporte dT . VT = dC . VC f= d𝑇 dC VC=f. VT Empolamento 𝜀 = 1 𝑓 − 1 . 100 Na tabela a seguir mostra alguns materiais com suas densidades no estado solto (no transporte) e no corte, o empolamento e o fator de conversão. Exercícios de aplicação 1) Um volume de 500.000m³, medido no corte, admitindo dA=1,70; dT=1,20; dC=1,60. a) Corresponderá a quantos m³ no transporte? b) E no aterro? c) Qual o empolamento do material? 2) Um caminhão basculante, que transporta material solto, tem capacidade de 5m³. A que volume corresponderá no corte, esse volume solto, sabendo-se que o fator de conversão é igual a 0,80 ? 3) A caçamba de uma escavadeira tem 1 jarda cúbica de capacidade rasa, medida no corte. Qual a sua capacidade em volume solto, sabendo-se que o solo tem empolamento 32%? (1jarda³=0,76m³) Solução- ex 1. a) Cálculo do volume no transporte: VT.dT=VC.dC VT=500.000 ∗ 1,6/1,2 = 666.666,7𝑚 3 b) Volume no aterro compactado: VA.dA=VC.dC VA= 1,6 1,7 . 500.000 = 470.588,24𝑚³ b) Cálculo do empolamento: corte transporte f= dT dC = 1,2 1,6 = 0,75 𝜀 = 1 0,75 − 1 . 100 = 33,3%Solução- ex 2 e 3 2. f= 𝑑𝑇 𝑑 𝐶 = 0,80 Vc=f. VT=0,8. 5=4m³ 3. 32= 1−𝑓 𝑓 . 100 ⇒ 𝑓 = 0,76 Vc=f. VT VT= 𝑉𝑐 𝑓 = 0,76 0,76 = 1𝑚3(𝑠𝑜𝑙𝑡𝑜) Execução da terraplanagem • Locação (significa fazer marcas no terreno de forma que oriente a operação) A principal locação se refere ao eixo pois a partir dele pode se marcar o restante das marcações. As marcações são feitas com estacas e piquetes, de 20 em 20m, em curvas podemos marcar a cada 10m. Depois de marcar o eixo, marca se os off-set Execução da terraplanagem • Marcação dos Off-sets Linha de off set- é a linha que delimita onde o terreno natural termina e onde o talude, artificialmente construído, inicia. Normalmente pode ser claramente evidenciado nas estradas no ponto onde finaliza a camada de vegetação e onde aparece a terra do talude. Os off-sets orientarão os operadores e as máquinas e é através deles que podemos saber se será necessário cortar ou aterrar aquela parte da estrada. Execução da terraplanagem • Marcação dos Off-sets Nas notas de serviço de terraplanagem são indicados as distâncias dos off-set até o eixo e suas respectivas cotas, além das cotas do terreno, cotas do projeto e a diferença dessas, a cota vermelha Execução da terraplanagem • Marcação dos Off-sets Notas de serviço terraplanagem Execução da terraplanagem • Marcação dos Off-sets Nos aterros é comum marcar os off-sets afastados de 1 a 5m de forma que as marcações não sejam danificadas. Em seguida o topografo deve nivelar todos os off-sets, identificando os da esquerda e da direita Execução da terraplanagem • Bermas de equilíbrio (Bermas de Equilíbrio: são aterros laterais aos taludes para equilibrar o peso exercido pelo maciço do aterro principal. Visam impedir o expurgo de solos moles além dos off-set’s.) O seu volume deve ser acrescido ao total do aterro. Transporte de equipamentos Envio dos equipamentos ao local da obra, as máquinas de esteiras e outras de grandes dimensões devem ser transportadas por carretas especiais. As unidades de pneus desde que devidamente autorizadas pelos órgãos rodoviários, podem trafegar nas estradas, após cuidados especiais de sinalização a fim de serem evitados acidentes. OBS: as despesas com transporte das máquinas é um item do orçamento que não pode ser omitido pois, no caso de grandes distâncias, esse custo pode ser elevado. Transporte de equipamentos Transporte de equipamentos: Limpeza dos Terrenos, Desmatamento e Destocamento Após a locação do eixo, são iniciados os serviços de destocamento e limpeza da faixa delimitada pelos "off-sets", das áreas do terrapleno, jazidas ou outras áreas definidas pela Fiscalização. Limpeza dos Terrenos, Desmatamento e Destocamento Chama se de limpeza quando se tem vegetação rasteira, sem a presença de grandes árvores. Quando a vegetação é de maior porte, denomina se desmatamento, que pode ser leve ou pesado, conforme a altura e a quantidade de árvores (densidade). Quando as árvores tem troncos grossos e raízes profundas é necessário fazer o destocamento. Limpeza dos Terrenos, Desmatamento e Destocamento A limpeza e o desmatamento é composta de três itens: a) Derrubada, remoção da vegetação e destocamento; b) Retirada da camada vegetal; c) Remoção de rochas, pedras isoladas, matacões etc. Limpeza dos Terrenos, Desmatamento e Destocamento É comum classificar a operação em três tipos, de acordo com o porte das árvores: • Até 20cm de diâmetro do tronco; • De 20 a 40 cm de diâmetro; • Diâmetros acima de 40 cm; O diâmetros das árvores deve ser medido um metro acima do solo. Limpeza dos Terrenos, Desmatamento e Destocamento Na operação de limpeza e desmatamento são usados tratores de esteira e moto- serras. Quando as árvores são de porte pequeno são usados apenas os tratores com esteira, que executam todas as operações desde o desmatamento até o encoivaramento (operação de juntar a vegetação para a remoção ou queima). Quando as árvores são maiores, deve se verificar a potência do trator de esteiras para derrubá-las, caso seja necessário, deve se usar as moto-serras. Nesses casos sendo necessário depois fazer o destocamento. Limpeza dos Terrenos, Desmatamento e Destocamento Devem ser analisados os métodos, equipamentos e procedimentos que irão permitir a avaliação, com menor margem de erro, em relação a produtividade das máquinas empregadas nesse serviço. De forma que os custos de execução da terraplanagem esteja dentro do orçamento esperado. Desmatamento e Limpeza dos Terrenos Fatores que vão influenciar no rendimento da execução da etapa de limpeza: • Porte da vegetação; • Condições do solo; • Topografia; • Especificação da obra. • Clima Limpeza da faixa, desmatamento e destocamento A derrubada da vegetação é feita preferencialmente, com tratores de esteira com lâmina ou implementos especiais • A experiência indica que o emprego de tratores de maior potência (CAT D8 ou D9) é o mais apropriado pelo aumento de produção obtido e redução dos custos em obras de grande porte Limpeza da faixa, desmatamento e destocamento Trator de esteira com lamina (D51) Limpeza da faixa, desmatamento e destocamento Pode se destacar dois processos utilizado no desmatamento, quando a vegetação é de pequeno e médio porte, em terrenos planos e pouco ondulados: a) Corte em paralelo: o trator percorre trajetos paralelos, mas com sentidos contrários empilhando o entulho no dois lados. A lâmina permanece na posição normal, sem angulagem, devendo cada passada corresponder a sua largura Limpeza da faixa, desmatamento e destocamento b) Corte em ângulos: pode ser feito em perímetros crescentes ou descrentes, com a lamina em posição angulada (1 etapa), deixando o entulho enleirado. A seguir será empurrado para os dois lados, formando pilhas Limpeza da faixa, desmatamento e destocamento Equipamentos utilizados na limpeza: • Emprego de correntes: uso de correntes pesadas alçadas em dois tratores de mesmo modelo que trabalham em paralelo. Indicado para limpeza de áreas de vegetação de arbustos ou árvores de pequeno porte. Terreno pouco ondulado com boa capacidade de suporte. Limpeza da faixa, desmatamento e destocamento Equipamentos utilizados na limpeza: • Emprego de correntes: É necessário que o comprimento da corrente alcance, no mínimo, três vezes a distancia entre os tratores para evitar que a queda da vegetação os atinja. Por outro lado, essa distancia poderá ser diminuída, quando a resistência oferecida pela corrente for elevada, ou aumentada em caso contrário. Desmatamento com Tratores e correntes Limpeza da faixa, desmatamento e destocamento Equipamentos utilizados na limpeza: • Emprego de lâmina desmatadora: laminas projetadas para derrubada de árvores, pois a borda inferior é provida de uma faca de corte muito afiada. Limpeza da faixa, desmatamento e destocamento Equipamentos utilizados na limpeza: • Emprego de lâmina desmatadora: Limpeza da faixa, desmatamento e destocamento Equipamentos utilizados na limpeza: • Emprego de lâmina desmatadora: • Emprego do destocador: é um implemento destinado à remoção de tocos deixados após o corte • Emprego de ancinho: Desmatamento e Limpeza dos Terrenos Sequência serviços: • Preparo das áreas de bota-fora; • Destocamento; • Limpeza do terreno com remoção da camada vegetal; • Carga e transporte dos materiais provenientes do destocamento e limpeza para os locais de bota-fora; • Espalhamento dos materiais depositados nos bota-foras. Projeto de proteção da natureza, na execução da terraplenagem. Os projetos finais de engenharia, sempre compreendem estudos ambientais e planos de recuperação das áreas degradadas (PRAD), sendo previamente submetidos aos órgãos governamentais controladores do meio ambiente. Projeto de proteção da natureza, na execução da terraplenagem. Antigamente a faixa de limpeza e os desmatamentos eram feitos em toda a faixa dedomínio da estrada, mas hoje, com um rigor maior ambiental, os desmatamentos estão sendo feito na menor área possível, deixando uma pequena folga entre o fim do desmatamento e o inicio do corte, ou fim do aterro. Verificação das benfeitoria ao redor da obra Após a limpeza, ou enquanto ela está sendo feita, ou até mesmo antes dela iniciar, é necessário encontrar linhas de transmissão de energia, de telefone, cercas ou qualquer outra edificação que esteja no caminho da obra. Além das instalações, é importante, avaliar todas as construções ou benfeitorias e plantações que estejam próximas a obra, de forma a evitar qualquer dano, posterior ao inicio das obras. Obs: quando o traçado é bem feito problemas como esses são previstos ou evitados, pois todas as casas ou benfeitoria são desapropriadas anteriormente. Canteiro de obras Para instalar o canteiro executa-se, previamente, na área escolhida, os serviços de desmatamento, destocamento, terraplenagem e drenagem. Inicia-se, então, a construção dos caminhos de serviço, no menor número possível, com boas características técnicas • permitindo o acesso permanente das máquinas • ligando o canteiro às diversas frentes de ataque e a estradas e cidades mais próximas. Canteiro de obras Caminhos de serviço (DNIT 105/2009-ES-especificação de serviço) Canteiro de obras Caminhos de serviço Sua construção é feita com equipamento adequado (em geral, tratores de esteira com lâmina angulável), executando inclusive suas respectivas obras de arte provisórias. Canteiro de obras De modo geral o canteiro deve se situar o mais central possível da rodovia. As instalações podem ser fixas ou móveis, depende da necessidade e da duração da obra. Pode ser mais de um canteiro em uma mesma rodovia. Canteiro de obras Composição do canteiro Normas que regulam os canteiros: • NR-18 Condições e meio ambiente do trabalho na indústria da construção (Ministério do Trabalho); • NB-1367 (NBR 12284) - Áreas de vivência em canteiros de obras (ABNT). Canteiro de obras Instalação do canteiro de obras padrão de uma obra rodoviária deve conter as seguintes instalações: • Escritório da obra; • Almoxarifado; • Oficina de manutenção; • Alojamento, refeitórios, etc; (dependendo da localização) • Água potável, esgoto, iluminação; Canteiro de obras Composição do canteiro (exemplo) 1 – Residência para engenheiros 2 – Caixa d’água 3 – Laboratório de controle técnico 4 – Escritório 5 – Almoxarifado 6 – Oficina mecânica 7 – Máquinas operatrizes 8 – Casa de força 9 – Residência funcionários 10 – Residência funcionários 11 – Bombas combustíveis 12 – Captação de água 13 – Refeitório 14 – Lavagem e lubrificação Canteiro de obras- Escritório Presta os seguintes serviços gerais: • apropriação (coleta de dados, classificação, ordenação e cálculo de despesas por categorias); • comunicação entre o canteiro de serviço e a gerência; • comunicação entre o canteiro e terceiros; • controle de ponto; • pagamento de pessoal; • organização, distribuição e pagamento de contas e sua contabilização em livro próprio; • escrituração do livro "caixa" da obra; • arquivamento de correspondência, fichário de máquinas, material de consumo, etc. Canteiro de obras- Almoxarifado Responsável pela compra e distribuição de materiais, que se classificam em: • materiais de consumo (combustíveis, óleos, graxas, alimentos, peças sobressalentes, etc.); • materiais de aplicação (cimento, cal, pedra, areia, etc.); • materiais permanentes (máquinas, móveis, grandes ferramentas, etc.). Canteiro de obras- Oficinas de manutenção Responsável por: • para reparos ligeiros, manutenção preventiva (revisão quinzenal de peças de alto desgaste, revisão de motores segundo especificações dos fabricantes). • Como indicação, deve ter 36 m2 por máquina em serviço. Canteiro de obras O tipo e tamanho do canteiro dependerá dos seguintes parâmetros: • dimensão da obra; • proximidade de centro urbano; • tempo de execução da obra; • facilidades locais de energia elétrica e água potável, etc. Construção de estradas de serviço provisórias A fim de permitir o fácil acesso a todos os pontos do trecho a ser implantado, dando condições para que os equipamentos pesados atinjam as frentes de serviço, somos obrigados a providenciar estradas provisórias. Em geral são obras de baixo custo, com movimento de terra mínimo, abrangendo a largura de 4 a 5m de plataforma. Construção de estradas de serviço provisórias Nas baixadas, para evitar os solos de má qualidade ou afastar o perigo de inundações, é necessária a execução de pequenos aterros, com os respectivos bueiros de drenagem. Construção de estradas de serviço provisórias Para essa tarefa os tratores de esteira com a lamina anguláveis são os mais indicados já que, na maioria dos casos, procura-se um traçado a meia-encosta, com secção mista de corte e aterro. Obras d’arte corrente Logo após o desmatamento e implantação do canteiro, inicia-se a execução das obras de arte corrente. Obras d’arte corrente Essas obras são representadas pelos bueiros tubulares, bueiros capeados, bueiros celulares, pontilhões, bueiros de chapas metálicas corrugadas Obras d’arte corrente Bueiro: Obra de arte corrente destinada a conduzir as águas de um talvegue de um lado para outro da estrada, podendo ser de talvegue ou de grota em função da declividade. Os tipos de bueiros: a. Bueiro Capeado: sua cobertura é realizada por meio de placas; b. Bueiro Celular: aquele com seção formada por células; c. Bueiro de Alvenaria: aquele construído em alvenaria; d. Bueiro Metálico: aquele construído com chapas metálicas corrugadas ou não, de aço galvanizado; e. Bueiro de Concreto: aquele construído em concreto; f. Bueiro de Greide: aquele destinado a conduzir para o local de deságue seguro, fora do corpo estradal, as águas coletadas por dispositivos de drenagem superficial; Obras d’arte corrente g. Bueiro de Grota: aquele destinado a conduzir as águas em uma grota, de um lado para o outro da estrada; h. Bueiro de seção Especial: aquele que tem seção diferente das comumente aplicadas; i. Bueiro Duplo: aquele com seção dividida em duas partes; j. Bueiro Triplo: aquele com seção dividida em três subseções; k. Bueiro em Arco: aquele que tem sua parte superior em forma de arco l. Bueiro Múltiplo: aquele cuja seção é dividida em várias subseções; m. Bueiro Parabólico: aquele em arco de forma parabólica; n. Bueiro Tubular: aquele com seção circular. Obras d’arte corrente Obras d’arte corrente Os bueiros caso não executados a tempo, retardam os serviços de terraplanagem. É importante ter sempre uma frente de obras d’arte corrente já concluídas, de modo que a terraplanagem possa ser concluída sem interrupções. Obras d’arte corrente Execução: Obras d’arte corrente Execução: Obras d’arte corrente Execução: Cortes e Aterros Consolidação dos terrenos de fundação dos aterros: É de fundamental importância a consolidação dos terrenos de fundação do aterros, quando se apresentam com pouca consistência e pequena capacidade de suporte, podendo levar a recalques exagerados e a eventual escorregamentos laterais, ocasionando o afundamento do mesmo. Cortes e Aterros Consolidação dos terrenos de fundação dos aterros: Cortes e Aterros Consolidação dos terrenos de fundação dos aterros: Cortes e Aterros Operações básicas na terraplanagem • Escavação • Carga do material escavado • Transporte • Descarga e espalhamento • Trator de esteira e moto-screipers executam todas as operações • Escavo-carregadoras escavação e carga • Caminhões e vagões transporte Cortes e Aterros Operações básicas na terraplanagem Operações em corte: • Escavações dos materiais constituintes do terreno natural até o greide do projeto. • Escavação, em espessuras abaixo do greide de terraplenagem: • igual a 40 cm rocha ou rocha em decomposição; • iguala 60 cm solos de baixa capacidade de suporte ou solos orgânicos. • Transporte dos materiais escavados para aterro ou bota-foras. • Retirada das camadas de má qualidade visando o preparo das fundações de aterro. Cortes e Aterros Operações básicas na terraplanagem Operações em corte • Estabilidade: • Inclinação adequada; • Boa drenagem; • Proteção contra a erosão; Cortes e Aterros Operações básicas na terraplanagem Operações em aterros Os aterros compactados são executados, simultaneamente com as escavações de materiais selecionados, provenientes dos cortes e/ou empréstimos. Execução da camada dos aterro: • Preparo da Superfície; • Descarga do Material; • Espalhamento; • Eventual Correção de Umidade e Homogeneização; • Compactação no Grau especificado. Cortes e Aterros Operações básicas na terraplanagem Operações em aterros O espalhamento das camadas do aterro são executados com motoniveladoras, mantendo declividades de maneira a permitir um perfeito escoamento das águas em dias de chuva. A espessura das camadas são determinadas no campo, na fase experimental, no inicio dos trabalhos com a devida assistência da Fiscalização. Paralelamente à execução do aterro, são executados os serviços de proteção de taludes Cortes e Aterros Operações básicas na terraplanagem Cuidados especiais com os aterros • Utilizar solos melhor selecionado nos últimos 60cm do aterro; • Compactação mais rigorosa nas ultimas camadas; • Nivelamento cuidadoso; Cuidados especiais com os cortes: • Cortes em rochas é aconselhável utilizar drenos cegos e uma camada drenante para evitar acúmulo de água nos pontos mais baixos criados pela escavação; Equipamentos para terraplanagem Tipos de execução de terraplanagem (aprofundaremos nos equipamentos na próxima aula) A. Terraplenagem Manual FERRAMENTAS utilizadas na escavação B. Terraplenagem Mecanizada Maquinas e Equipamentos Tempo de Ciclo (T) Tempo de ciclo de um equipamento é o intervalo de tempo necessário para a execução de uma operação completa de uma série de operações repetitivas. Assim, o tempo de ciclo de um trator de lâmina que empurra uma certa quantidade de terra, corresponde ao intervalo de tempo que o mesmo consome em, iniciar o movimento de empurrar a terra, parar, voltar, parar de novo e iniciar o movimento de empurrar uma nova carga. Tempo de Ciclo (T) O tempo de ciclo pode ser decomposto em duas parcelas denominadas de tempo fixo e tempo variável. • Tempo fixo: é o necessário para que um equipamento possa carregar (ou ser carregado), descarregar, fazer a volta, parar e iniciar um novo ciclo, tempo esse mais ou menos igual em um dado serviço; • Tempo variável: é o necessário para que um equipamento se locomova do local de carregamento, até o local onde efetua a descarga e retorne ao local de carregamento Tempo de Ciclo (T) Os tempos fixos podem ser obtidos de tabelas fornecidas pelos fabricantes de equipamentos, tabelas que indicam os tempos gastos em condições normais de trabalho. Essas tabelas auxiliam na elaboração de cálculos de produção. É aconselhável determinar o tempo variável com maior precisão no campo, registrando os tempos, efetivamente, gastos pelos equipamentos, em condições reais de serviço. Tempo de Ciclo (T) T=tf+tV Notações: • Tempo de ciclo T; • Tempo fixo tf; (escavação+ carga + manobras + descarga) • Tempo variável tv (velocidade de ida e volta e distância de transporte) Tempo de Ciclo (T) tV= 0,06.𝑑 𝑉 Notações: • V=velocidade (km/h) • d=distância de transporte do trecho (m) • tV=tempo variável total (min) Fator de eficiência (FE) Se não houvesse perda de tempo na jornada diária de trabalho, a eficiência seria de cem por cento (100%) e o valor do FE, alcançaria a unidade (1,0). Esse valor só é obtido em casos excepcionais. Em uma hora de trabalho diário devem ser descontados os minutos perdidos por razões tais, como: a) Espera de unidades auxiliares; b) Pequenos reparos mecânicos e a manutenção preventiva; c) Breves pausas causadas pela fadiga do operador; d) Recebimento ou transmissão de instruções. Fator de eficiência (FE) FE= 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖ç𝑜 1 ℎ𝑜𝑟𝑎(60𝑚𝑖𝑛) Ex. FE=50/60 50minutos de efetivo serviço em uma hora de trabalho Rendimento da máquina (produção horária) R= 𝑄 𝑇 . 𝑓. FE (m³/min) ou R= 𝑄 𝑇 .f.FE.60 (m³/h) Notações: • R- rendimento ou produção real • Q- capacidade da caçamba (m³) • FE- fator de eficiência • T- tempo de ciclo (min) • f- fator de conversão de volume Rendimento da máquina • Rendimento medido no corte Rc= (𝑄.𝑓.𝐹𝐸.60) 𝑇 (m³/h) • f= 𝑑 𝑇 𝑑 𝐶 • Q- volume solto no transporte Rendimento da máquina • Rendimento medido no transporte RT= (𝑄.𝐹𝐸.60) 𝑇 (m³/h) • f= 𝑑 𝑇 𝑑 𝑇 = 1 • Q- volume solto no transporte Rendimento da máquina • Rendimento medido no aterro RA= (𝑄.𝑓.𝐹𝐸.60) 𝑇 (m³/h) • f= 𝑑 𝑇 𝑑 𝐴 Q- volume solto no transporte Exercício de aplicação 1) Uma Pá-Mecânica cuja capacidade da caçamba é de 2,0 m³ está executando uma escavação com depósito lateral num ciclo completo de aproximadamente 50 segundos. Qual a sua Produção Horária (rendimento)? • Densidade no corte: 1, 6 • Densidade na caçamba: 1,2 • Eficiência: 80% Solução -Calculo do fator de conversão de volumes: f= 𝑑 𝑇 𝑑 𝐶 = 1,2 1,6 =0,75 -Calculo da produção horária RT= (𝑄.𝑓.𝐹𝐸.3600) 𝑇 = 2.0,75.0,8.3600 50 = 86,4m³/h Exercício de aplicação 2) Um moto-scraper de 20 m³ de capacidade de caçamba executa um corte de 5.000 m³ a uma distancia média de transporte de 1.500m. Pede-se: a) O rendimento no corte e no aterro; b) O tempo total para execução do corte considerando uma jornada diária de 10 horas. São dados: Motoscraper: FE = 0,75; Vel. ida= 40 km/h; Vel. volta= 60 km/h; Tf(tempo fixo) = 3,25 min Solo : dc = 1,8 ; dt = 1,1 ; dA = 1,6 Solução a) Rendimento no corte e no aterro: R= (𝑄.𝑓.𝐹𝐸.60) 𝑇 Ciclo completo: T=tf+tV tV= 1500.0,060 40 + 1500.60 60 =3,75min T=3,25+3,75= 7min Solução a) Rendimento no corte e no aterro: Rendimento medido no corte: f= 𝑑 𝑇 𝑑 𝐶 = 1,1 1,8 = 0,611 RC= (20.0,611.0,75.60) 7 =78,56m³/h Rendimento medido no aterro: f= 𝑑 𝑇 𝑑 𝐴 = 1,1 1,6 = 0,6875 RA= (20.0,6875.0,75.60) 7 =88,39m³/h Solução b) Tempo para execução do corte: RC= 𝑄 𝑇 (m³/h)=> t= 𝑄 𝑅𝑐 = 5000 78,56 = 63,645 horas Considerando a jornada de 10h/dia t= 63,645 ℎ 10ℎ/𝑑𝑖𝑎 = 6,36 𝑑𝑖𝑎𝑠 = 1 𝑠𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎 Fazer ! Formar grupos e fazer uma pesquisa rápida e apresentar, sobre o que faz e qual o(s) principal(s) equipamento(s) que representam cada um dos tipos de equipamento abaixo: • Unidades Escavadoras-empurradoras; • Unidades Escavadoras-transportadoras; • Unidades Escavadoras-carregadoras; • Unidades Aplainadoras; • Unidades de Transporte; Muito Obrigada!
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