Terraplenagem - Introdução e Definições

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Wellington Cesar Teles da Silva - Terraplenagem
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Disciplina: Terraplenagem 
 10º Período – Engenharia Civil
Professor Esp. Wellington Cesar
Terraplenagem - Ementa
Introdução a terraplenagem. 
Equipamentos de terraplenagem. 
Movimentação dos equipamentos de terraplenagem. 
Estimativa de produção dos equipamentos. 
Execução de terraplenagem. 
Controle tecnológico de terraplenagem. 
Estudo de custos de terraplenagem. 	
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Introdução a TERRAPLENAGEM: 
O solo é parte constituinte de praticamente todo tipo de construção, considerando que ele será o responsável por sustentar o peso de toda a estrutura. Sendo assim, a terraplenagem é uma das etapas de grande relevância em uma obra, pois a mesma será encarregada de avaliar e caracterizar esse solo, verificando se o mesmo atende os requisitos exigidos em projeto. Após essa verificação ainda é incumbida por conformar todo o terreno antes da iniciação do empreendimento.
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Terraplenagem
Definição: Conjunto de operações necessárias para remover a terra dos locais em que se encontra em excesso para aqueles em que há falta, tendo em vista um determinado projeto a ser implantado.
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INTRODUÇÃO
Definição:
Terraplenagem é a operação destinada a conformar o terreno existente aos gabaritos definidos em projeto. 
De maneira geral ela engloba os serviços de corte (escavação de materiais) e de aterro (deposição e compactação de materiais escavados). A conjugação desses dois serviços tem por finalidade proporcionar condições geométricas compatíveis com o definido em projeto.
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Aplicação da Terraplenagem:
A construção de uma estrada de rodagem, de uma ferrovia ou de um aeroporto, a edificação de uma fábrica ou de uma usina hidrelétrica, ou mesmo de um conjunto residencial, exigem a execução de serviços de terraplenagem prévios, regularizando o terreno natural, em obediência ao projeto que se deseja implantar.
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Pode-se afirmar, portanto, que todas as obras de Engenharia Civil de grande ou pequeno porte, exigem a realização de trabalhos prévios de movimentação de terras. Por esta razão a terraplenagem teve o enorme desenvolvimento verificado no último século. 
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Terraplenagem
Um projeto de terraplenagem informa e demonstra os limites de um terreno, identificando as suas dimensões reais. Ele ainda indica a proposta da terraplenagem necessária contendo dimensões planimétricas e níveis de platô, taludes, rampas (inclusive cotas de níveis inicial e final). 
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Definições importantes/Terraplenagem
Levantamento Altimétrico: O Levantamento topográfico Altimétrico é o estudo da Topografia que tem por objetivo indicar as declividades e altimetrias de um dado terreno.
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Levantamento Altimétrico
O levantamento altimétrico registra o grau de declividade do terreno, ilustrando o desenho com curvas de nível.
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Curvas de nível
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Numa planta topográfica, uma curva de nível caracteriza-se como uma linha imaginária que une todos os pontos de igual altitude de uma região representada. 
É chamada de "curva" pois normalmente a linha que resulta do estudo das altitudes de um terreno são em geral manifestadas por curvas
Curvas de nível
São associadas a valores de altitude em metros (m)
Portanto, a curva de nível serve para identificar e unir todos os pontos de igual altitude de um certo lugar.
As curvas de nível indicam uma distância vertical acima, ou abaixo, de um plano de referência de nível. 
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Curvas de nível
Começando no nível médio dos mares, que é a curva de nível zero, cada curva de nível tem um determinado valor. 
A distância vertical entre as curvas de nível é conhecida como equidistância, cujo valor é encontrado nas informações marginais da carta topográfica.
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1-Questão Norteadora
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Definições importantes/Terraplenagem
Platô: Também chamado altiplano ou platô, é a classificação dada a uma forma de relevo constituída por uma superfície elevada, com cume quase nivelado.
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Definições importantes/Terraplenagem
Platô é sinônimo de planalto, ou seja, é uma porção de terra com superfície plana e elevada. Normalmente os platôs são limitados por taludes ou muros de contenção ou arrimo.
Platôs podem ser criados artificialmente através de aterros ou escavações apesar de também existirem criados pela natureza, mesmo que menos planos e regulares que os platôs criados pelo homem.
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Definições importantes/Terraplenagem
Taludes: E um plano de terreno inclinado que limita um aterro e tem como função garantir a estabilidade do aterro.
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Questões Norteadoras 
1- Com suas palavras, usando os conhecimentos da aula, defina Terraplenagem.
2- Explique qual a relação da Topografia com a Terraplenagem.
3- Defina Levantamento Altimétrico.
4- Como é ilustrado o desenho com curvas de nível.
5- Qual é a curva de nível zero?
6- Qual a definição de Platô?
7- Qual a definição de Talude?
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Normas e especificações: Terraplenagem
Um projeto de terraplenagem deve ser elaborado com base nas Normas e especificações Gerais para Execução de serviços de Terraplanagem normas da ABNT: 
NBR 5.681 (Controle tecnológico de Execução de Aterro);
NBR 6.484 (Solo-Sondagens);
NBR 6.497 (Levantamento Geotécnico);
NBR 8.044 (Projeto Geotécnico);
NBR 9.061 (segurança de Escavação a Céu Aberto);
NBR 11.682 (Estabilidade de Taludes);
*E de acordo com a legislação vigente e assim como as concepções adotadas pelo cliente e órgãos responsáveis pela aprovação.
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Os serviços de terraplenagem existem desde os tempos antigos onde não se eram utilizados maquinário nem procedimentos que visavam garantir a qualidade do serviço. Na antiguidade, os movimentos de terra eram executados manualmente ou com o auxílio de animais que carregavam ou rebocavam instrumentos rudimentares. Este quadro não se modificou até meados do século XIX, pois o instrumento utilizado era ainda a chamada "pá-de-cavalo", constituída de uma caçamba dotada de lâmina de corte, a qual, rebocada por tração animal, escavava e transportava o material.
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TERRAPLENAGEM -Século XIX
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História da Terraplenagem
A atividade de terraplenagem com uso de maquinário é uma atividade recente, considerando o tempo total no qual foram usados equipamentos manuais. O desenvolvimento de maquinas responsável pelos trabalhos de terraplenagem se iniciou há cerca de cem anos. 
Com o advento da máquina a vapor, surgiram as primeiras tentativas de utilizá-la em equipamentos de terraplenagem, a partir da segunda metade do século XIX. No final desse século já existiam escavadeiras providas de pás, montadas em vagões e usadas na construção ferroviária. 
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História da Terraplenagem
Em 1920 é lançado o primeiro trator movido a gasolina, ao qual desde logo foi adaptada a lâmina, iniciando-se desta maneira a concepção e a fabricação dos modernos equipamentos de terraplenagem. Nas décadas de 20 e 30, um inovador, R.G. Le Tourneau, criou o primeiro "Scraper" propelido, rebocado por trator. Em 1938 é introduzido o primeiro"Motoscraper", isto é, o "Scraper" autopropulsionado. 
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História da Terraplenagem
Em 1920 foi lançado o primeiro trator movido a gasolina. Posteriormente adaptado para serviços de terraplanagem.
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História da Terraplenagem
Nos últimos sessenta anos o investimento sobre maquinário visando maior quantidade de serviço no menor tempo possível cresceu junto com todo o avanço da revolução industrial, tornando o serviço de terraplenagem menos dificultoso. Junto com todo esse maquinário ocorreu então à necessidade de aprimorar o trabalho de forma que este seja padronizado, tendo melhor controle sobre sua qualidade. Fora criada então uma metodologia de trabalho que institui métodos padronizados de execução do serviço de terraplenagem, e junto a este serviço foram criados métodos laboratoriais de ensaios os quais visam garantir a qualidade do material empregado no serviço.
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Terraplenagem Manual x Terraplenagem Mecanizada
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Até o aparecimento dos equipamentos mecanizados e mesmo depois, a movimentação das terras era feita pelo homem, utilizando ferramentas tradicionais: pá e picareta para o corte, carroças ou vagonetas com tração animal para o transporte. Como o rendimento da terraplenagem manual é pequeno, esse serviço dependia da mão-deobra abundante e barata. Mas com o desenvolvimento tecnológico e social a mão-de-obra foi se tornando cada vez mais escassa e, por conseqüência, mais cara.
Os equipamentos mecanizados, surgidos em consequência do desenvolvimento tecnológico, apesar de apresentarem elevado custo de aquisição, tornaram competitivo o preço do movimento de terras, em razão de sua alta produtividade. 
Terraplenagem Manual x Terraplenagem Mecanizada
Baixo investimentos inicial;
Quantidade elevada de mão de obra; 
Não exige mão de obra especializada;
Baixa produtividade.
Alto investimentos inicial;
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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Terraplenagem Manual x Terraplenagem Mecanizada
Para se ter uma ideia do número de operários necessários para a execução braçal do movimento de terra, estimasse que para a produção de 50 m3 /h de escavação, seriam necessários pelo menos 100 homens. A mesma tarefa pode ser executada por uma única escavadeira, operada apenas por um homem.
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Escavadeira X 100 operários 
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Classificação
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Existe grande diversidade de materiais que podem ser trabalhados.
Logo, há necessidade de uma classificação específica para os trabalhos de terraplenagem.
Conceitos Básicos:
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Rochas: materiais da crosta terrestre. Provenientes da solidificação do magma ou da consolidação de depósitos sedimentares; 
Solos: Materiais constituintes da crosta terrestre provenientes da decomposição “in situ” das rochas pelos agentes geológicos e/ou agentes atmosféricos. 
Classificação das ROCHAS
Bloco de rocha: pedaço isolado de rocha com  médio superior a 1 m.
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Classificação das ROCHAS
Matacão: pedaço de rocha com tamanho médio superior a 25 cm e inferior a 1 m.
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Classificação das ROCHAS
Pedra: pedaço de rocha com  médio compreendido entre 7,6 cm e 25 cm.
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Classificação: Desmonte de rochas
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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.
Classificação dos SOLOS
1. Pedregulho: solos com  superiores a 4,8 mm e inferiores a 76 mm.
2. Areia: com tamanho 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 tamanho máximo superiores a 0,005 mm e inferiores a 0,05 mm. 
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Classificação dos SOLOS
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Classificação 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 tamanho máximos inferiores a 0,005 mm.
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Classificação 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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Classificação dos SOLOS
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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.
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
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.
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 aumentodo 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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ATIVIDADE
QUAL A DIFERENÇA ENTRE ROCHA E SOLO?
DIFERENCIE BLOCO DE ROCHA, MATACÃO E PEDRA?
QUANTO AO DESMONTE QUAL A DIFENÇA ENTRE ROCHA BRANDA E ROCHA DURA?
A RESPEITOS DOS SOLOS, LEVANDO EM CONTA A CLASSIFICAÇÃO POR RAZÕES ECONÔNICAS, COMO E FEITA A CLASSIFICAÇÃO? EXPLIQUE CADA UMA.
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Ciclo de operação da Terraplenagem
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- Escavação;
- Carga do material;
- Transporte;
- Descarga e espalhamento;
- Compactação