Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP TERRAPLANAGEM – OBRAS DE TERRA Santos 2015 NOMES DOS INTEGRANTES, RA Givaldo José Dos Santos, A79GEA-0 Hélio Rodrigues Dos Santos, A814DH-0 Juracy Donizeth Domingos, A961EC-0 Kauê Luan Dias Estanislau Ribeiro, T646GA-7 Thiago Castreguini De Carvalho, B84DED6 TERRAPLANAGEM – OBRAS DE TERRA Pesquisa apresentada ao curso de engenharia civil da Universidade Paulista, como Atividade Prática Supervisionada, orientado pelo Professor Gerson. Santos 2015 DEDICATÓRIA Dedicamos esta APS aos nossos pais, pois eles são a base da nossa família e nos apoiaram incondicionalmente para a realização do curso de engenharia. AGRADECIMENTO Primeiramente a Deus, pela onipresença e força que nos agracia em todos os dias, pois sem Ele, o simples respirar seria impossível. Ao nosso orientador, Prof. Gerson, pela dedicação e competência e auxílio para a execução deste trabalho. À nossa família que nos apoiam em todos os momentos, permitindo nosso desenvolvimento. Aos colegas da turma, pela parceria, persistência e apoio durante todo este trajeto, pelo aprendizado e compartilhamento do conhecimento e experiências. RESUMO Esta Atividade Prática Supervisionada aborda os conceitos de terraplanagem, bem como, os equipamentos utilizados na escavação, aterro e compactação. O método utilizado foi o estudo de caso, e para tal, fizemos algumas visitas no local de obras do Terminal Porto do VLT, no município de Santos/SP, além da importância da obra, citamos algumas intervenções de obras de terra, que foram e estão sendo feitas, para a implantação do terminal. Palavras chaves: terraplanagem, escavação, aterro, compactação, VLT, terminal. ABSTRACT Supervised practice this activity deals with the concepts of earth moving, as well as the equipment used in the excavation, embankment and compaction. The method used was the case study, and for that, we made some visits construction site of Terminal Port VLT, in the city of Santos / SP and the importance of the work, we quote some interventions earth works, which were and they are being made for the implementation of the terminal. Key words: earthmoving, excavation, embankment, compaction, VLT terminal. LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Plataformas tipo Babilónia e Império Romano 9 Figura 2 – Plataformas tipo Século XVIII 10 Figura 4 – Máquinas 17 Figura 5 – Unidade escavo-empurradora 18 Figura 6 – Unidade escavo-empurradora de pneus 19 Figura 7 – Unidade compactadora 20 Figura 8 – Unidade compactadora rolo pé de carneiro 21 Figura 9 – Unidade aplanadora 22 Figura 10 – Unidade transportadora 23 Figura 11 – Unidade transportadora 24 Figura 12 – Operações básicas 25 Figura 13 – Estação modelo inaugurada em São Vicente. 29 Figura 14 - Escavações do Terminal Porto na Avenida Senador Dantas 30 Figura 15 – Escavações de preparação para a fundação. 31 Figura 16 – Terreno rebaixado para locação dos elementos de fundação. 32 Figura 17 – Escavadeira hidráulica 33 Figura 18 – Pá carregadeira de pneus 33 Figura 19 – Caminhão transportador 34 Figura 20 – Retroescavadeira 34 Figura 21 – VLT 35 Figura 22 – Construção das linhas de transferência 36 Sumário INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 7 1. HISTORIA DO DESENVOLVIMENTO DA TERRAPLANAGEM ......................................................... 7 2. TERRAPLENAGEM ............................................................................................ 12 2.1 Medidas básicas a adotar em qualquer tipo de escavação .................................................. 13 2.2 Trabalhos em escavações ...................................................................................................... 15 2.3 Trabalhos em esvaziamentos ................................................................................................ 15 3. ATERROS .......................................................................................................... 16 4. EQUIPAMENTOS UTILIZADO EM TERRAPLENAGEM .................................... 17 4.1 Unidades escavo-empurradoras ........................................................................................... 18 Tipos de unidades.......................................................................................................................... 18 4.2 Cilindro compactador vibrador de cilindro liso (vi) ............................................................. 19 4.2.1 Unidade compactadora ................................................................................................. 20 4.2.2 Unidades aplanadoras ................................................................................................... 21 4.3 Unidades transportadoras .................................................................................................... 22 4.4 Classificação das unidades .................................................................................................... 24 5. PRODUTIVIDADE DOS EQUIPAMENTOS DE TERRAPLENAGEM ................. 25 5.1 Tempo de ciclo mínimo ......................................................................................................... 26 5.2 Tempo de ciclo efetivo .......................................................................................................... 26 5.3 Produção de um equipamento ............................................................................................. 26 5.4 Rendimento da operação ou fator de eficiência ................................................................... 27 5.5 Fórmula básica da produção de um equipamento ............................................................... 27 6. VISITA A UMA OBRA DE TERRAPLENAGEM .................................................. 28 6.1 O VLT (Veículo Leve sobre Trilhos) ........................................................................................ 28 6.2 A visita ao canteiro de obras ................................................................................................. 29 6.3 Descrição dos equipamentos usados na obra visitada ......................................................... 32 6.4 Informações adicionais.......................................................................................................... 35 7. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 36 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 37 7 INTRODUÇÃO Esta APS aborda as atividades relacionadas com movimentos de terras e ou obras de terra, e para tal, utilizamos parte da construção do Terminal de passageiros do VLT (Veículos Leve sobre Trilhos), em Santos, como estudo de caso pertinente ao tema proposto. As obras referentes a esse terminal, ainda estão em andamento, e nos foi possível registrar e observar, o processo de escavação, aterro entre outros serviços. Os primeiros capítulos desse trabalho, referem-se aos assuntos genéricos sobre a terraplanagem, definições, descrição de equipamentos utilizados em obras de terra, além de um resumo histórico sobre o desenvolvimento tecnológico da terraplanagem e outros. Esses assuntos, entendemos serem fundamentais, para o embasamento teórico dos pontos abordados, afim que haja um entendimento completo por parte dos leitores, sobreuma importante e fundamental área da construção civil, além é claro, de utilizarmos do tema, para apresentarmos detalhes sobre a obra do Terminal de passageiros do VLT, em Santos. 1. HISTORIA DO DESENVOLVIMENTO DA TERRAPLANAGEM A compactação de solos cedo foi utilizada para melhorar as propriedades do solo em contato com a água, e possibilitar a circulação sobre os caminhos percorridos por tráfego animal e pedestre. Embora os construtores de estrada da época não compreendessem os princípios da mecânica dos solos, souberam intuitivamente e empiricamente que, se fosse aplicada uma carga pesada ao solo estática ou dinamicamente, as suas características melhoravam, e era possível construírem caminhos mecanicamente mais estáveis, e que cumprissem a sua função de trafegabilidade. Um dos primeiros casos conhecidos da compactação data de antes de 3500 AC. Nessa época o povo Inca que habitava na América do Sul, construiu uma rede extensiva de estradas que foi inteiramente construída com o recurso ao trabalho humano. Onde se localiza hoje o México foi encontrado um rolo de pedra com cerca de 5 toneladas e 65 cm de diâmetro que se julga ser tido utilizado pelos Incas para comprimir os caminhos na época, que já incluíam passagens pavimentadas em terra e de pedra. 8 Durante esse período de tempo na Europa e no Médio Oriente, as estradas não eram mais do que caminhos consistentes, compactados com recurso à passagem repetida dos animais e pelo tráfego pedestre, de modo a criar caminhos mais estáveis. Pode dizer-se, na atual terminologia de construção de estradas que existia pouco mais do que decapagem e escavação; no entanto com o advento da roda por volta do ano 3500 AC e o aumento da circulação de carroças e animais se ditou a necessidade da construção de estradas melhoradas. Muitos anos mais tarde, na Babilónia entre 2000, AC e 1500 AC, as estradas começam a ser construídas com blocos de pedra fabricados à medida e colocados em diferentes camadas; acredita-se que estes blocos estariam apenas pousados sem a utilização de qualquer ligante. Mas o maior avanço na construção de estradas dá-se entre os anos 500 AC e 500 DC com o épico povo romano. Nessa altura inicia-se a construção de uma extensiva rede de estradas devidamente projetadas e corretamente construídas na Europa. Estas estradas foram construídas com propósitos militares e estratégicos com o fim de controlar a extensa área geográfica do poderoso império romano. A estrutura do pavimento utilizado tem algumas semelhanças com a dos Babilónios, mas com algumas diferenças que demonstram um grande espírito inovador e um enorme contributo para a construção de estradas. Os Romanos usaram uma mistura de solo argiloso e siltoso como almofada entre a fundação em blocos de pedra e a camada superficial também em blocos de pedra, (figura 1). Acredita-se que utilizaram algum método de compactação na camada intermédia constituída por solo. Por outro lado é nesta época que se desenvolve o conceito de movimento de terras numa obra rodoviária com a construção de estradas em diretrizes que permitissem a compensação de terras da escavação para aterro e a preocupação com a drenagem através da implantação de superfícies inclinadas com a rasante colocada acima do terreno natural. Relata-se que os Romanos compactavam a camada de subsolo subjacente à primeira camada de blocos de pedra com recurso a rolos pesados de arrasto para que se criasse uma fundação firme e que permitisse a colocação dos blocos de pedra na configuração horizontal. 9 Figura 1 – Plataformas tipo Babilónia e Império Romano Fonte: repositorio aberto Universidade do Porto Com o colapso do império Romano o comércio e as viagens, rapidamente, começaram a diminuir. A rede de estradas construídas começou a deteriorar-se, e durante toda a idade média praticamente não existiu atividade de construção de estradas. Depois da época medieval houve um rejuvenescer da construção de estradas resultado do crescimento do comércio, no entanto em pequena escala e limitado a zonas de mercados e estradas urbanas. No século XVIII surge a necessidade da construção de estradas interurbanas e vários graduados desenvolvem novas plataformas para a construção de estradas. Surge na França o ‘Corps des Ponts et Chaussess’ com os soldados a serem treinados para o desenvolvimento de infraestruturas, dando origem, anos mais tarde, a uma divisão civil, a ‘Ecole des Ponts et Chaussess’. Especialista nesta escola Pirre- Marie Tresaguet (1716-1796) desenvolve uma estrutura de pavimento com base na experiência Romana idealizando uma plataforma com uma sub base constituída em material rochoso, figura 2. Na mesma altura, na Escócia e na Inglaterra, Thomas Telford (1757-1834) e John Metcalf (1717- 1810) respectivamente aplicam filosofias de projecto similares na Grã Bretanha. As soluções eram caras e difíceis de executar devido á elevada quantidade de material rochoso e às suas dimensões. Foi também nesta época na Escócia que John Louden McAdam (1756-1836) efetuou uma grande descoberta. Segundo a sua teoria não era necessária a utilização 10 de material rochoso de grandes dimensões nas camadas acima da fundação quando existisse uma camada densa de partículas de pequena dimensão que permitisse um atrito interpartículas. Provavelmente sem perceber porque é estas camadas se tornavam tão rígidas, MacAdam usou o princípio de bloqueio entre partículas para criar rigidez e o aumento de densidade. O aumento da densidade e o bloqueio entre partículas foi conseguido com a inovadora técnica de primeiro espalhar o agregado grosseiro e depois preencher os vazios com material fino, figura 2. Com este processo consegue-se reduzir significativamente o custo de estradas, e diminuir a espessura das camadas na estrutura de pavimento, sem a necessidade de utilização de material rochoso de grandes dimensões que nem sempre era abundante. Devido ao seu custo reduzido os organismos públicos na Grã Bretanha adoptaram este tipo de construção, ao que se seguiram muitos outros países. Figura 2 – Plataformas tipo Século XVIII Fonte: Repositorio aberto Universidade do Porto Com a concepção dos modelos de plataforma referidos iniciou-se em paralelo o desenvolvimento de novas técnicas de compactação. Nos anos 30 do século XIX surgem em França os primeiros rolos puxados a cavalo para a compactação de estradas. Anos mais tarde, e com o desenvolvimento das máquinas a vapor, surge em 1860 o ‘Stream Roller’, causando um impacto significativo na compactação de aterros rodoviários. 11 O desenvolvimento das técnicas de compactação deve-se também a outros tipos de construção, como a construção de represas, o que na terminologia atual não é mais do que uma pequena barragem em aterro. De facto, estes trabalhos foram pioneiros para a compreensão das propriedades da mecânica dos solos, uma vez que se pretendia reter a água a montante da estrutura e era necessário garantir a sua estabilidade e impermeabilidade. No início do século XIX utilizava-se em Inglaterra o gado bovino e ovino para comprimir as estruturas de represa. Esta aplicação conduziu ao desenvolvimento, daquilo que hoje designamos como cilindro pés de carneiro. Os primeiros cilindros deste tipo eram constituídos por parafusos no rolo para que a pressão de contato como o solo fosse maior. O cilindro pés de carneiro acabaria por ser patenteado nos Estados Unidos no ano 1906. Cedo se compreendeu que eram eficazes a comprimir materiais coesivos, evitando a formação de lâminas de solo por onde a água pudesse escoar. O cilindro de pés de carneiro começa assim a ser utilizado na construção de estradas, especialmente em aterros e leito de pavimento. No princípio do século XX inicia-se o grande desenvolvimento do equipamento para compactação.Em 1920, os cilindros pés de carneiro foram desenvolvidos para um tamanho, atualmente designado de leve e com o peso variando entre as 2.7 e as 4.5 toneladas a que correspondia a pressão de contato no solo entre os 414 e 690 KPa. Foi também neste período que se começaram a construir os primeiros cilindros lisos propulsionados com um motor de combustão interna, com pesos a atingirem 30 toneladas. Em 1930 surgem os primeiros cilindros com rolo de pneus, para comprimirem camadas finas e para compactação final de superfícies pré comprimidas, o seu peso variava entre as 6 e 8 toneladas. Os cilindros pés de carneiro atuais, pesados, foram desenvolvidos nos anos 30 para utilização em aterros rodoviários e barragens de aterro. O cilindro da época tinha uma massa de aproximadamente 14 toneladas e pressões de contato à volta de 2100 a 4100 KPa. Os próximos desenvolvimentos deste tipo de cilindros iriam abranger principalmente a forma de pé do rolo, o seu tamanho e a mecânica da unidade propulsora. A consolidação com recurso a técnicas de compactação vibratórias e dinâmicas foi desenvolvida na Alemanha durante os anos 30. Um equipamento autopropulsionado tipo de lagartas com uma placa de vibração com peso de 25 toneladas foi concebido em 1933 antes da Segunda Guerra Mundial. 12 Durante o decorrer deste conflito a tecnologia que era exigida na construção de pavimentos para aeródromos levou ao desenvolvimento e à utilização em massa de equipamentos pesados. No período 1943-1944 o Corpo de Engenheiros do exército Americano (U.S. Army) concebeu diversos cilindros de pneus equipados com 24 unidades capazes de exercerem carregamentos até 100 toneladas. Os primeiros cilindros automotores e tratores rebocados foram construídos durante os anos 40. Depois da Segunda Guerra Mundial o desenvolvimento mais significativo nos equipamentos foi no campo da compactação por vibração. Os rolos começaram a ser vulgarmente utilizados e melhoraram a compactação de camadas permitindo um aumento da densidade do material. Inicialmente foram utilizados apenas para a consolidação de solos não coesivos, mas hoje em dia são também utilizados para compactação de materiais coesivos e betuminosos. A carga dinâmica de sucessões repetidas veio permitir o rearranjo das partículas e atingir uma matriz de solo mais densa quando comparada com a compactação estática. Um outro desenvolvimento interessante após a Segunda Guerra Mundial foi o do rolo de impacto. Estes equipamentos foram construídos com rolos não circulares com um elevado peso, que permitia a consolidação das camadas subjacente recorrendo a uma elevada energia. A compactação de solos surgiu como uma forma intuitiva para melhorar as propriedades do solo, e tornou-se, ao longo do século XX e na atualidade, consequência do aumento do tráfego e das cargas por eixo um importante objeto de estudo, porque é um dos fatores mais importantes que intervêm no desempenho do pavimento de uma estrada. A par do desenvolvimento dos cilindros compactadores desenvolveu-se o estudo da mecânica dos solos. Diversos organismos e investigadores interessados no apoio ao desenvolvimento da construção de estradas e respectiva manutenção trabalharam para a concepção de documentos, classificações e teorias algumas delas ainda utilizadas na atualidade. 2. TERRAPLENAGEM Terraplenagem é conjunto de trabalhos realizados no terreno para modificar adequadamente a sua superfície, preparando-o para a construção e adaptando-o à sua forma definitiva. Compreende tanto a extração como a adição de terras. 13 Escavação é extração de terras realizada em áreas localizadas próximo ao Porto. Definimos como uma escavação com equipamentos mecânicos, e que cumprem ainda as seguintes características: Profundidade ≤ 7 m, nível freático inferior à profundidade ou rebaixado, não sendo incluídos os terrenos rochosos nem moles ou expansivos. Esvaziamento é escavação a céu aberto realizada com meios manuais e/ou mecânicos cujo perímetro fica inteiramente sob o nível do solo. Ficam excluídos os terrenos que exigem a utilização de lamas ou lodos. Quando a largura/diâmetro da escavação for ≤ 2 m, será considerada um poço. Todos os riscos mais importantes na realização de trabalhos em escavações são: Queda de pessoas ao mesmo nível. Queda de pessoas ao interior da escavação. Desabamento de materiais, terras, rochas. Desmoronamento do terreno ou de edifícios adjacentes. Entalhamento. Inundações. Pancadas com objetos e ferramentas. Colisões de veículos. Capotamento de máquinas. Atropelamento com veículos. Ruído. Outros riscos decorrentes da interferência com outras canalizações subterrâneas (eletricidade, gás, água, etc.). 2.1 Medidas básicas a adotar em qualquer tipo de escavação Conhecer previamente as características físicas e mecânicas do terreno (estratificação, fissuras, etc.). Seguir estritamente as indicações e instruções da Direção da obra. Se necessário, contar com Estudo Geológico e/ou Geotécnico prévio para determinar o método apropriado de proteção interior nas escavações. No caso de não efetuar escoramento e resolver realizar taludes, deve-se conhecer: 14 O grau sísmico do local do corte. Os planos e secções dos Cortes provisórios do projeto. O tipo, localização, profundidade e dimensões de fundações próximas e vias de circulação que se encontrem uma distância igual ou inferior a duas vezes a profundidade do corte provisório. A avaliação da tensão de compressão transmitida para o terreno pelas fundações próximas, no mesmo Plano ou mais profundo. O nível freático. A permeabilidade da água. O grau de dessecação. O peso específico aparente. A resistência à compressão simples de amostras inalteradas. As características de cortes do terreno garantidos por experiências anteriores no local das obras. Caso não tenha sido estabelecida a obrigatoriedade de realizar um estudo geotécnico, quer pela falta de projeto de obra, quer por qualquer outro motivo, e tal estudo efetivamente não seja elaborado, devem ser adoptadas as medidas mais favoráveis do ponto de vista da prevenção em função da avaliação profissional. Dispor da informação dos órgãos públicos e companhias fornecedoras que permita localizar as condutas e canalizações de água, gás, telefone, esgoto e eletricidade para determinar o método de escavação e os sistemas de proteção mais apropriados. Prever as sobrecargas estáticas ou dinâmicas sobre o terreno que possa representar a proximidade de edifícios, equipamentos, armazenamento de materiais e estrada ou ruas. Prever os apoios provisórios e escoramentos tendo em conta a proximidade de edifícios adjacentes, equipamentos, armazenamento de materiais e estradas ou ruas. Ter sempre-presente que pode ocorrer desabamento e deslizamento até mesmo em terrenos rochosos. Verificar diariamente a escavação (independentemente do tipo: vala, poço ou esvaziamento) taludes e escoramentos; especialmente: - Se houver interrupções prolongadas - Situações de gelo e degelo, chuvas, etc. 15 Se, durante as operações de escavação, surgir qualquer anomalia não prevista, os trabalhos devem ser interrompidos e o facto será comunicado à direção técnica. Presença de um Delegado de Prevenção quando exista risco grave de soterramento ou afundamento. Neste tipo de trabalhos devem ser utilizados os EPI´s adequados aos riscos existentes, nomeadamente, capacete, calçado de segurança, óculos, luvas de proteção e colete refletor. Dentre os trabalhos de escavação distinguem-se dois casos diferenciados, as valas e poços (cujas escassas dimensões fazem com que os trabalhos no interior das mesmas possam ser perigosos) e os esvaziamentos. 2.2 Trabalhos em escavações Este tipo de escavação está associado ao tipo de obra linearenterrada abrangida pelo conjunto de obras de Infraestrutura de redes de abastecimento, esgoto e canalizações, incluindo a construção de gasodutos, cujos trabalhos acrescentam outras características próprias da colocação de tubos de aço de grande comprimento que devem ser soldados e submetidos a radiografia. Este tipo de obras implica a abertura de uma vala no terreno e a introdução de tubagens, colocação e junção das mesmas e o posterior enchimento com compactação de terras, incluindo ainda a realização de alicerces para a edificação. Poder realizar estes trabalhos sem intervenção humana no fundo da escavação e ficando do lado de fora, evitaria muitos problemas e um grande número de acidentes mortais. 2.3 Trabalhos em esvaziamentos A obra Civil exige grandes movimentos de terras, concretizados nas operações de desaterro, aterro e escavação ou esvaziamento, cujos riscos mais importantes são: Os riscos decorrentes da utilização dos equipamentos. Quedas ao mesmo nível e a nível diferente. Soterramento ocorrido durante a realização de trabalhos nas zonas de coroamento dos taludes, trânsito nas suas imediações e, sobretudo, na execução de fundações, drenagens e impermeabilização de muros junto ao pé dos mesmos. É necessário garantir: 16 A estabilidade dos taludes através de guindagem ou qualquer sistema de contenção. Proteção das zonas de coroamento. Acondicionamento dos acessos. Proteção nos trabalhos a níveis diferentes ou evitar os mesmos. Nas zonas urbanas, onde o encarecimento do solo e a necessidade de estacionamentos subterrâneos condicionam a construção de edificações com maiores profundidades de escavação, o esvaziamento apresenta uma problemática que se agrava pelas alterações sofridas pelo terreno, canalizações antigas, trânsito de veículos, etc. cujos riscos mais importantes, são: Quedas ao mesmo nível e a nível diferente. Atropelamento. Afundamento. Deslizamento e desabamento, com as consequências de enterramento e soterramento do trabalhador. 3. ATERROS O Aterro pode definir-se como uma obra constituída por um maciço artificial de terras. Os trabalhos de aterro consistem no depósito e compactação de solos, por necessidade de elevação da cota do terreno natural, ou exigência de substituição de solos, encontrando-se incluídos todos os trabalhos e fornecimentos necessários à sua boa execução, salientando-se os que abaixo se indicam: A implantação da área de intervenção e respectiva marcação de níveis e alinhamentos, de acordo com o projeto, bem como a sua manutenção; O espalhamento e compactação de solos até atingir as cotas do projeto; A execução e manutenção dos meios provisórios de acesso, segurança e sinalização. 17 4. EQUIPAMENTOS UTILIZADO EM TERRAPLENAGEM Para efeito de estudo dos equipamentos de terraplenagem, adotaremos a classificação proposta no Manual Prático de Escavação (PINI) Unidades tratoras: Unidades escavo-empurradoras; Unidades escavo-transportadoras; Unidades escavo-carregadoras; Unidades aplanadoras; Unidades transportadoras; Unidades compactadoras; Figura 4 – Máquinas Fonte: www.terraplanagem.com/equipamentos.html - acesso 2015 http://www.terraplanagem.com/equipamentos.html 18 4.1 Unidades escavo-empurradoras Corresponde ao trator de rodas ou esteira adaptado com o implemento de uma lâmina à frente do trator que o transforma numa unidade capaz de escavar e empurrar a terra. Denomina-se trator de lâmina ou bulldozer. Figura 5 – Unidade escavo-empurradora Fonte – www.terraplanagem.com/equipamentos2.html - acesso 2015 Tipos de unidades Trator de esteira com lâmina: para trabalhos que exigem maior necessidade de aderência e flutuação das máquinas. Trator de pneus com lâmina: para serviços que exigem maiores velocidades e maior mobilidade das máquinas. http://www.terraplanagem.com/equipamentos2.html 19 Figura 6 – Unidade escavo-empurradora de pneus Fonte – www.terraplanagem.com/equipamentos3.html - acesso 2015 4.2 Cilindro compactador vibrador de cilindro liso (vi) A classificação é efetuada a partir do parâmetro (M1/L) (A0) 1/2 e um valor mínimo de A0. Com M1/L expresso em Kg/cm e A0 em mm. Em que: M1 é a massa total aplicável sobre a geratriz dum cilindro vibrador ou estático, expresso em Kg. L é o comprimento da geratriz do cilindro vibrador ou estático, expresso em cm. A0 é a amplitude teórica a vazio, calculada pela relação momento da excentricidade no veio de balanceamento (me) com a massa da parte vibrante solicitada pelo veio de balanceamento (M0). http://www.terraplanagem.com/equipamentos3.html 20 Figura 7 – Unidade compactadora Fonte - www.terraplanagem.com/equipamentos4.html - acesso 2015 4.2.1 Unidade compactadora Efetuam o adensamento do material de terraplenagem, reduzindo o índice de vazios. Viabilizam a compactação dos materiais, conforme as especificações de projeto. Desenvolve trabalhos tanto na compactação das primeiras camadas de aterro, quanto na fase de pavimentação das vias. Rolo pé-de-carneiro: são usados na compactação de solos coesivos. O adensamento se completa quando quase não há mais a penetração das patas no solo. Rolos vibratórios: são utilizados em solos arenosos, com baixa porcentagem de argila. Constam de rolos lisos, com um motor vibratório, cuja, frequência e amplitude se propagam pelo tambor até o terreno. Para a maior produtividade dos serviços, a operação deve-se dar à baixa velocidade. http://www.terraplanagem.com/equipamentos4.html 21 Figura 8 – Unidade compactadora rolo pé de carneiro Fonte - www.terraplanagem.com/equipamentos10.html - acesso 2015 4.2.2 Unidades aplanadoras Moto niveladoras: (plaina ou “prato”): São utilizadas longas passadas de nivelamento, acabamento, limpeza de valetas e trabalhos de talude lateral. São máquinas que possuem um escarificador e uma lâmina central de corte. São imprescindíveis em serviços de acabamento, moldando o terreno aos greides finais. http://www.terraplanagem.com/equipamentos10.html 22 Figura 9 – Unidade aplanadora Fonte - www.terraplanagem.com/equipamentos5.html - acesso 2015 4.3 Unidades transportadoras São equipamentos destinados ao transporte de material proveniente de cortes ou pedreiras destinados a aterros, bota-fora ou à pavimentação, e utilizados quando as distâncias para uso do moto scraper ou scraper se tornam antieconômicos. Caminhão basculante: Serve para a maioria dos serviços, transportando boa parte dos materiais na maioria dos terrenos, com bom rendimento de produção, tem a finalidade de escavar e carregar o material para uma unidade de transporte. http://www.terraplanagem.com/equipamentos5.html 23 Figura 10 – Unidade transportadora Fonte - www.terraplanagem.com/equipamentos6.html - acesso 2015 Carregadeira: São tratores de pneus ou esteiras, com caçambas na dianteira que escavam, levantam e descarregam material a uma altura de até 3,00m. Caminhões fora de estrada: São veículos usados para serviços pesados, de grande tonelagem de transporte. Devido suas dimensões, são impedidos de circular nas estradas, sendo restritos aos canteiros de obras. http://www.terraplanagem.com/equipamentos6.html 24 Figura 11 – Unidade transportadora Fonte - www.terraplanagem.com/equipamentos7.html - acesso 2015 4.4 Classificação das unidades Classificação Unidades: Tração Trator Escavo-empurradoras Trator com lâmina, pusher, ripper Escavo-transportadoras Scraper (rebocado e rutomotriz) Escavo-carregadoras Carregadeiras, escavadeira Aplanadoras Motoniveladoras TransportesCaminhão basculante, fora de estrada, vagonetes, dumpers Compactadores Pé-de-carneiro, vibratórios, pneumáticas. http://www.terraplanagem.com/equipamentos7.html 25 5. PRODUTIVIDADE DOS EQUIPAMENTOS DE TERRAPLENAGEM A estimativa de produção dos equipamentos de terraplenagem não é um processo preciso. Recorremos a cálculos e estimativas, julgamentos ou opiniões baseados sempre em experiências anteriores. Em contrapartida, todos os processos e cálculos que adotamos, corrigidos quando necessários pela experiência anterior, apontam a resultados muito próximos da realidade. Os processos de terraplenagem possuem 4 operações básicas: Figura 12 – Operações básicas Fonte - www.terraplanagem.com/processos.html - acesso 2015 O trabalho dos equipamentos é feito através das citadas operações básicas, se repete através do tempo, de forma cíclica, isto é, terminada uma sequência, inicia-se a seguinte, na mesma ordem da anterior. As quatro operações básicas constituem um ciclo de operação, que se repete num certo espaço de tempo. Tal espaço de tempo é admitido, por observações ser constituído por: a) tempos fixos: relativos aos movimentos de carga, corte, descarga e manobras; b) tempos variáveis: relativos essencialmente as distancias percorridas. http://www.terraplanagem.com/processos.html 26 5.1 Tempo de ciclo mínimo É a somatória de todos os tempo elementares, de que resulte o menor tempo de ciclo: Eq. (1) 5.2 Tempo de ciclo efetivo É aquele gasto realmente pelo equipamento para executar o ciclo de operações computados os tempos de parada que ocorrem necessariamente no decurso de muitos ciclos: Eq. (2) 5.3 Produção de um equipamento Produção de um equipamento (Q) é o volume escavado, transportado e descarregado na unidade de tempo, representado pelo produto do volume solto da caçamba (C), pelo número de ciclos (f) efetuados na unidade de tempo (frequência). Eq. (3) Frequência é o inverso do período, então: Eq. (4) 27 Para a produção máxima então temos: Eq. (5) 5.4 Rendimento da operação ou fator de eficiência Rendimento é a relação entre a produção efetiva e a produção máxima: Eq. (6) Mas, sabemos que as produções máximas e efetivas são equacionadas como indicado: Eq. (7) E = 50/60 = 0,83 para equipamento de esteiras E = 45/60 = 0,75 para equipamento de pneus 5.5 Fórmula básica da produção de um equipamento Eq. (8) Sendo: Qef= produção efetiva do equipamento. C= capacidade da caçamba, em volume solto = fator de empolamento tcmín = tempo de ciclo mínimo. E= eficiência ou coeficiente de rendimento. 28 6. VISITA A UMA OBRA DE TERRAPLENAGEM Como objeto de pesquisa, nossa visita a uma obra de terraplenagem, foi no canteiro de obras da construção do Terminal Porto VLT, situada em Santos-SP. Antes de relatarmos as informações oriunda da visita, apresentamos a seguir, algumas particularidades sobre o sistema de transporte metropolitano que está sendo implantado na baixada santista, através do VLT, Veículo Leve sobre Trilhos. 6.1 O VLT (Veículo Leve sobre Trilhos) O futuro dos transportes já é realidade na Baixada Santista. O Governo do Estado de São Paulo, por meio da EMTU, levou à região o VLT – Veículo Leve sobre Trilhos, um modelo de eficiência e acessibilidade. Já em operação há alguns anos em cidades europeias com excelentes resultados, o Veículo Leve Sobre Trilhos tem emissão zero de poluentes. Interage com o meio urbano de maneira amigável, circulando ao nível das ruas, preservando o patrimônio histórico e colaborando para a revitalização urbanística das vias por onde passa. As estações impulsionarão a modernização do entorno, trazendo mais conforto e qualidade de vida. Já foram entregues as estações Mascarenhas de Moraes, São Vicente, Emmerich, Nossa Senhora das Graças e José Monteiro, todas em São Vicente. Também estão concluídos o Viaduto do Emmerich e o trecho de via permanente entre as estações Mascarenhas de Moraes e José Monteiro, com 3,5km de extensão. A redistribuição do tráfego transformará o ambiente de todas as cidades onde o sistema será implantado, melhorando a mobilidade da população. A população dos nove municípios da Região Metropolitana da Baixada Santista vai usufruir dos benefícios do VLT, já que haverá menos ônibus em circulação, menos poluição sonora, além da redução do tempo gasto nas viagens entre os municípios. O VLT da Baixada Santista é o primeiro do Estado de São Paulo e promoverá a reestruturação dos sistemas municipal e intermunicipal de ônibus na região, beneficiando 220 mil passageiros por dia. O primeiro veículo chegou ao porto de Santos em maio de 2014 e, após testes estáticos, em agosto de 2014 foi realizado o primeiro teste dinâmico no trecho de 1 km entre as estações Mascarenhas de Morais e Nossa Senhora das Graças, no bairro de Vila Valença. 29 Figura 13 – Estação modelo inaugurada em São Vicente. Fonte: http://www.emtu.sp.gov.br/EMTU/vlt-baixada/fotos/ 6.2 A visita ao canteiro de obras Por se tratar de uma obra de grande porte, onde estão sendo construídos vários prédios administrativos, e toda infraestrutura necessária para o funcionamento dos veículos leves, constatamos que a obra em si, é uma ótima referência de aplicações da engenharia civil, pois além, de se tratar de uma tecnologia inovadora no Brasil, o sistema em implantação irá contribuir grandemente para o sistema de transporte da região. Nesta visita foi possível acompanhar os serviços de movimento de terra e conhecer os equipamentos de escavação e aterro. Para atender os requisitos do projeto, várias alterações topográficas estão sendo feitas, para correções de nivelamento, além da implantação dos sistemas de drenagens de águas pluviais, que também exigem grandes movimentação de terras nas aberturas de valas. Todo o serviço executado no canteiro, referente a 30 movimentações de terra, está sendo executado por máquinas, como escavadeiras, compactadoras, retroescavadeiras e outros. Na figura 14, observa-se uma escavação em andamento, que se trata de arrasamento de cota, para o início da fundação de uma das edificações, previsto em projeto. Figura 14 - Escavações do Terminal Porto na Avenida Senador Dantas Fonte: Acervo próprio do autor. Quem passa pela Avenida Senador Dantas, na altura da perimetral do Porto, já percebe que acontece uma série de escavações no trecho, devido as obras do terminal, aliás, embora o local esteja sinalizado, os transeuntes que andam pelo local, devem ficarem atentos, evitando assim, acidentes. 31 Figura 15 – Escavações de preparação para a fundação. Fonte: Acervo próprio do autor. Conjuntamente, rebaixa-se o lençol freático, como pode ser observado na figura 15, o terreno como característico da região, possui um nível muito alto de água subterrânea, o que dificulta em muito as escavações, portanto a técnica de rebaixamento do nível do lençol freático é imprescindível. Todo processo está sendo executado através de critérios técnicos contínuos, acompanhado pelos engenheiros responsáveis e residentes, dentro do cronograma estabelecido. Aliás a obra, como constatado, seguiu uma sequência de etapas: iniciaram-se os estudos, análise do projeto e local para a obra, a retirada de interferências, preparação da infraestrutura e do canteiro de obras (máquinas, veículos e equipamentos) e da pista auxiliar, para então realizar as etapas da construção. 32 Figura 16 – Terreno rebaixado para locação dos elementos de fundação. Fonte: Acervo próprio do autor. Na figura 16,observa-se uma área do terreno, onde o processo de escavação para locação dos elementos de fundação, foi realizado. O processo dá-se através do uso de máquinas, como escavadeiras, para tal, escava-se até o nível determinado em projeto. Importante ressaltar, que todo material retirado, será reutilizado para o aterro posterior. No terreno serão construídas dez edificações que vão abrigar toda a estrutura de suporte, manutenção, centro de controle operacional e administração do novo modal. Ali também está prevista a instalação da sede regional da Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos (EMTU). 6.3 Descrição dos equipamentos usados na obra visitada Diversos equipamentos utilizados para o processo de terraplanagem e ou escavações estão locados no canteiro. Aliás, percebe-se um alto uso dos equipamentos, pois além dos cortes e escavações, tem-se toda a etapa de terraplanagem e compactação, nas áreas dos trilhos, pois nesse terminal, os veículos terão suporte de manobra. 33 Escavadeira hidráulica: tem a função de aterro e desaterro, conformação de taludes, carregamento de caminhões e escavação de redes de diâmetro maior que DN800. É uma máquina alta produtividade. Manutenção apenas por um especialista devido aos componentes eletrônicos. Figura 17 – Escavadeira hidráulica Fonte: Acervo próprio do autor. Pá-Carregadeira de Pneus: Máquina muito versátil para movimentação de terra, assim como o carregamento de caminhões transportadores. Figura 18 – Pá carregadeira de pneus Fonte: Acervo próprio do autor. 34 Caminhão: Transporte de agregados, como terra, areia, brita, pedra (rachão, rachinha, pedra-de-mão), asfalto, material detonado e etc. Figura 19 – Caminhão transportador Fonte: Acervo próprio do autor. Retroescavadeira é uma das máquinas mais utilizadas em obras. Tem a função de escavar valas e redes, transportar materiais e carregar caminhões. Figura 20 – Retroescavadeira Fonte: Acervo próprio do autor. 35 6.4 Informações adicionais As primeiras maquinas do VLT chegaram em agosto. Em outubro e novembro mais duas composições, formadas por sete vagões, devem chegar a Santos, vindas de Valência, na Espanha. Figura 21 – VLT Fonte: Acervo próprio do autor. Como descrito anteriormente, esse terminal, se diferenciará dos demais, por possuir o suporte para manobras, que são um conjunto de trilhos adicionais, denominados linhas de transferências, que permitem além do vai-e-vem dos trens, a mudança de linha, e paradas para manutenção. 36 Figura 22 – Construção das linhas de transferência Fonte: Acervo próprio do autor. 7. CONCLUSÃO Difícil tratar da engenharia civil, sem se observar as obras de terras, desde a construção de uma residência unifamiliar, até a construção de grandes edificações, como no caso de um terminal para trens, tem-se o uso de técnicas de escavação e terraplanagem, seja para as obras de fundação, ou para aberturas de valas para tubos em geral. Conhecer as máquinas e equipamentos existentes no mercado, é imprescindível para a execução de qualquer projeto de terra. Além de vivenciarmos na prática, o desenvolvimento de uma obra, nas etapas de movimentação de terras, tivemos a oportunidade de conhecer ainda mais, a implantação do VLT na região da baixada santista, novo modal de transporte, que irá trazer para as cidades da região, uma grande experiência de integração, através da metropolização do transporte urbano. 37 REFERÊNCIAS GRUPO ISASTUR, TRABALHOS EM ESCAVAÇÕES – Disponível em: <http://www.grupoisastur.com/manual_isastur/data/pt/2/2_6_5.htm> Acesso em 08 de agosto de 2015. WIKIPÉDIA, TRATOR – Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Trator#Tractor_rodovi.C3.A1rio> Acesso em 09 de agosto de 2015. LAFAETE, EQUIPAMENTOS, CAMINHÃO BASCULANTE – Disponível em: <http://www.lafaetelocacao.com.br/pt/equipamentos/caminhao-basculante/> Acesso em 15 de agosto de 2015. ABAH, COMPACTAÇÃO – Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAABV48AG/compactacao> Acesso em 15 de agosto de 2015. WEBSITE EMTU – Disponível em: http://www.emtu.sp.gov.br/vltsantos.htm Acesso em 28 de outubro de 2015. http://www.emtu.sp.gov.br/vltsantos.htm
Compartilhar