Elementos de terraplenagem (2)

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OBRAS DE TERRA 
(Anotações de aula) 
 
SOLO 
O solo é um corpo de material inconsolidado que cobre a superfície terrestre emersa, entre a litosfera e 
a atmosfera. Os solos são constituídos de três fases: sólida (minerais e matéria orgânica), líquida 
(solução do solo) e gasosa (ar). 
Solos estão constantemente em desenvolvimento, nunca estando estáticos, por mais curto que seja o 
tempo considerado. Ou seja, desde a escala microscópica, diariamente, há alteração por organismos 
vivos no solo, da mesma forma que o clima, ao longo de milhares de anos, modifica o solo. Dessa 
forma, temos solos na maioria recentes, quase nunca ultrapassando idades Terciárias1. 
Assim, encontramos pedras, pedregulhos, areias, siltes e argilas. Cada um desses componentes do solo 
possui uma dimensão bem característica. 
 
 TIPO DE MATERIAL DIÂMETRO CARACTERÍSTICO 
1 PEDREGULHOS de 2 milímetros a 15 centímetros 
2 AREIAS de 0,075 milímetros a 2 milímetros 
3 SILTES de 0,002 milímetros a 0,075 milímetros 
4 ARGILAS menor que 0,002 milímetros 
 
Horizonte do solo 
 
http://www.ebanataw.com.br/terrapleno/horizonte.htm, consulta 11/08/2017 
 
 
As argilas, siltes e areias são o foco de nossa atenção no estudo de Obras de Terra, lembrando que os 
materiais argilosos caracterizam-se pela COESÃO que é uma propriedade que o material tem de ficar 
 
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 Terciário consiste no espaço de tempo que vai de 65 milhões até 2,6 milhões de anos atrás. Fonte: 
https://www.infoescola.com/geografia/periodo-terciario/ 
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aglutinado (pegajoso< grudento). Além da coesão a PLASTICIDADE que é a propriedade que o 
material tem de mudar de forma sem se desagregar. 
 
Compressibilidade 
É uma medida da relativa mudança de volume de um fluido ou sólido como uma resposta a uma 
pressão (significativa alteração de tensão). 
 
 
 
 
http://geocities.ws/saladefisica8/termodinamica/gases.html/ 11/08/2017 
 
Adensamento 
É o processo de variação de volume do solo ao longo do tempo. É a redução de volume em função do 
tempo. 
 
 
Antes Depois 
 
 
 
https://engenhafrank.blogspot.com.br/2012/06/mecanica-dos-solos-teoria-do-
adesamento.html/11/082017 
 
 
http://www.pattrol.com.br/?page_id=58 11/08/2017 
 
Ensaio de compressão confinada (ensaio de adensamento) é usado para determinar o grau de 
compressibilidade de um determinado solo. Este ensaio é feito em etapas, onde em cada etapa é aplicada uma 
carga a um corpo de prova confinado lateralmente, e a carga é mantida constante até o solo parar de adensar. 
Durante a execução do ensaio é permitida a drenagem da água que sai do corpo de prova. Desse ensaio são 
interpretados parâmetros fundamentais para o cálculo de recalques por adensamento. 
 
 
Esquemático da prensa (Oedômetro) 
 
 
http://www.geotecnia.ufba.br/?vai=Extens%E3o/Ensaios%20de%20Laborat%F3rio/Adensamento 11/08/2017 
 
 
 
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Ensaio de compactação de Proctor 
 
Em Mecânica dos solos o Ensaio de compactação Proctor é um dos mais importantes procedimentos 
de estudo e controle de qualidade de aterros de solo compactado. Através dele é possível obter a 
densidade máxima do maciço terroso, condição que otimiza o empreendimento com relação ao custo e 
ao desempenho estrutural e hidráulico. 
 
A metodologia foi desenvolvida pelo engenheiro Ralph Proctor em 1933, sendo normatizada 
(padronizada) nos Estados Unidos pela A.A.S.H.O - American Association of State Highway 
Officials e no Brasil sua execução segue a norma ABNT NBR 7182/1986 - Ensaios de Compactação. 
 
O ensaio consiste em compactar uma porção de solo em um cilindro com volume conhecido, fazendo-
se variar a umidade de forma a obter o ponto de compactação máxima no qual obtém-se a umidade 
ótima de compactação. O ensaio pode ser realizado em três níveis de energia de compactação, 
conforme as especificações da obra: normal, intermediária e modificada. 
 
A energia de compactação é dada pela equação: 
 
� =
n	 ∗ 	N	 ∗ 	P	 ∗ 	H	
	
 
 
Onde: 
E - energia a ser aplicada na amostra de solo; 
n - número de camadas a serem compactadas no cilindro de moldagem; 
N - número de golpes aplicados por camada; 
P - peso do pilão; 
H - altura de queda do pilão; 
V - volume do molde. 
 
Curva de Compactação da qual se obtem a umidade ótima e a Massa Específica 
Aparente Seca Máxima 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_compacta%C3%A7%C3%A3o_Proctor 
11/08/2017 
 
Molde e soquete para ensaio de compactação 
 
 
 
 Em laboratório, a compactação pode ser 
realizada através do soquete manual ou do 
soquete automático, que possuem peso e 
altura de queda, padronizados 
O ensaio de compactação de Proctor é realizado segundo a NBR 7182, DNER 228, DNIT 164 e ASTM D698, 
D1557. Os ensaios podem ser realizados em diferente energias de compactação de Proctor: Normal, 
Intermediária e Modificada. 
 
 
 
 
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Ensaio CBR 
CBR são as iniciais de California Bearing Ratio que se traduz como Índice de Suporte Califórnia. 
É a relação entre a pressão exercida por um pistão para penetrar no solo até determinado ponto e a 
pressão necessária para que o mesmo pistão penetre no solo-padrão. 
Serve para mostrar o comportamento de um solo ao ser saturado e indicando a sua perda de resistência 
ao ser saturado. (NBR 9895) 
 
Terraplanagem x Terraplenagem: 
TERRAPLANAGEM - Ato de terraplanar, isto é, tornar a terra plana. 
TERRAPLENAGEM - Ato de transportar e encher, tornar pleno, um buraco ou uma depressão. 
 
Corte x Aterro 
CORTE: quando se deseja estabelecer uma cota abaixo do terreno natural. 
ATERRO: quando se deseja elevar a cota acima do terreno natural. 
 
 
 
 
http://www.topografiageral.com/Curso/capitulo%2017.php, 11/08/2017 
 
 
Somente Corte 
 
 
Somente Aterro 
 
 
http://www.topografiageral.com/Curso/capitulo%2017.php, 11/08/2017 
 
 
A situação ideal é que haja um certo equilíbrio entre corte e aterro ou seja, o volume escavado seja igual ao 
aterrado, entretanto isto nem sempre acontece, pois em algumas obras exige uma maior compactação com a 
finalidade de imprimir suporte ao maciço. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Empolamento 
Empolamento2 é um fenômeno característico dos solos, que ocorre pela sua expansão volumétrica ao ser 
escavado, devido a introdução de ar nos vazios. É expresso em porcentagem. 
Por exemplo: ao escavar 1 m³ de solo, sendo sua taxa de empolamento de um solo igual a 30% ele aumenta 
para 1,3 m³. 
 
 
 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=ozo11olOpC4&list=PLrN
4WrTg3wmpglm0FPeAYhTrvFI3Fmzrc&index=5 23/08/2017 
http://gbcengenharia.com.br/blog/calculo-de-empolamento-e-contracao-
do-solo/ 23/08/2017 
 
É importante conhecer esse fenômeno para planejar os equipamentos, principalmente de transporte, e também a 
produtividade. 
 
Taxa de Empolamento 
Segundo o livro Como Preparar Orçamentos de Obras, de Aldo Dórea Mattos, publicado pela Editora PINI, cada 
tipo de solo possui uma taxa de empolamento. 
Veja: 
MATERIAL (EMPOLAMENTO %) 
Rocha detonada 50% 
Solo argiloso 40% 
Terra comum 25% 
Solo arenoso seco 12% 
 
Volumes das caçambas basculantes 
 
 
Volumes usuais 
4m³ 
5m³ 
6m³ 
8m³ 
9m³ 
10m³ 
12m³ 
 
Compactação 
 
 
 
 
 
 
 
2 Leia mais em: https://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-empolamento.html 
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Exemplo3: 
 
1. Vamos imaginar uma obra que necessite escavar 5.000 m³ de terra, medido pelo serviço de topografia. 
O objetivo é descobrir o volume de terra solta para definir o transporte, que é calculado a partir da seguinte 
expressão: 
 
Vs = Vc (1 + E) 
onde: 
 
Vs = volume de terra solta 
Vc = volume medido no corte 
E = empolamento. 
 
 
 
Classificando, para o exemplo, o solo como terra comum, a sua taxa de empolamento é portanto de 25%. 
Aplicando a expressão acima: 
 
Vs=5000 (1+ 0,25) = 6.250,00 m³, utilizando para transporte uma caçamba basculante de 12m³ teremos: 
6.250,00/12 = 625 caçambas de solo transportado. 
 
Podemos determinar também quantas caçambas corresponde ao empolamento: 
Fazendo Vs -Vc = 6.250 - 5.000 = 1.250,00/12 m³ <=> 104 unidades. 
 
Cálculo prático da contração 
 
2. Neste caso a contração deverá ser inferior a 1, pois o solo utilizado para compactação é um solo selecionado 
e adequado ao tipo de serviço, empiricamente vamos adotar um valor de contração igual 0,90. 
Vc = Va / C 
onde: 
Vc = volume medido no corte 
Va = volume compactado no aterro 
C = Contração 
 
 
 
Portanto: 
 
Para fazer um aterro cujo o volume final é de 5000m³, será necessário escavar: 
 
Vc = Va / C 
	
 =
5000
0,9
= 5.556	�³ 
 
 
Considerando a mesma taxa de empolamento de 25%, calcular a quantidade de solo transportado. 
 
Vs= 5.556x 1,25 = 6.944 m³ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3
 Baseado no exemplo proposto por: http://www.construplena.com.br/noticia.php?id=16