Aula 5 - Movimento de Terra

Construção Civil I

Aula – Trabalhos Preliminares: Movimento de Terra

Profª Eng. Rosangela Oliveira

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Objetivos da aula

Movimento de Terra

2Construção Civil I - Profa. Rosangela Oliveira [email protected]

• conhecer os tipos de movimento de terra;

• entender o conceito do empolamento do solo escavado;

• entender e aplicar o cálculo de volume de terra através do método da malha cotada.

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Introdução

Movimento de Terra


• Após o levantamento planialtimétrico, pode-se elaborar os projetos e iniciar sua execução.

• Inicia-se pelo acerto da topografia do terreno, de acordo com o projeto de implantação e o projeto executivo.

• O levantamento altimétrico, possibilita a execução de cortes, aterros, ou ambos - a terraplenagem.

Na grande maioria das vezes, são necessárias operações de escavação e aterro no intuito de criar um perfil do terreno que seja adequado à obra a ser executada.

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Introdução

Movimento de Terra


Movimento de terra é o conjunto de trabalhos executados por homens, máquinas e ferramentas destinadas à preparação dos terrenos para a implantação de estruturas, pavimentos ou outras obras de construção civil.

A ideia inicial de Movimento de terra é Terraplenagem

Terraplenagem - é a técnica de engenharia de escavação e movimentação de solos e rochas. O termo técnico mais usualmente adotado para terraplenagem em rocha é desmonte de rocha.

O serviço de terraplenagem compreende quatro etapas: escavação; carregamento; transporte; espalhamento.

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Definição:

Movimento de Terra


Os itens que mais oneram o custo de terraplenagem são:

– Escavação, medida em m3

– Transporte, medido em m3 x km

– Compactação, medida em m3 de aterro pronto

•Deve-se procurar sempre que possível aproveitar o material escavado em uma seção como aterro em outra seção mais próxima possível

O movimento de terra básico, no caso de edifícios, pode significar uma operação de corte, aterro ou misto. Observe as figuras a seguir:

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Movimento de Terra


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Terraplenagem - Corte

Movimento de Terra


Execução:

quando efetuado nas proximidades de edificações ou vias públicas – deve-se empregar métodos que evitem ocorrências, como: ruptura do terreno, descompressão do terreno de fundação ou do terreno pela água.

No corte os materiais são classificados em:

- materiais de 1ªcategoria: terra em geral, piçarra ou argila, rochas em decomposição e seixos com diâmetro máximo de 15cm.

- materiais de 2ª categoria: rocha com resistência à penetração mecânica inferior ao do granito.

- Materiais de 3ª categoria: rochas com resistência à penetração mecânica igual ou superior ao granito.

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Terraplenagem - Aterro

Movimento de Terra


Aterro: consiste no preenchimento ou na recomposição de escavações, utilizando-se material de empréstimo, para elevação de greide ou de cotas de terraplenos.

Reaterro: consiste no preenchimento ou recomposição de escavações, utilizando-se o próprio material escavado. Ou seja, subida do nível ou nivelamento de um terreno, sem recorrer a material de empréstimo.

Para aterros: adota-se um volume de solo correspondente a área da seção multiplicada pela altura média, acrescentando em torno de 30% devido a contração considerada que o solo sofrerá, quando compactado.

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Execução:

Movimento de Terra


Os movimentos de terra podem ser feitos manual ou mecanicamente, dependendo:

• da importância dos trabalhos,

• das possibilidades da empresa,

• das exigências impostas pela própria situação do canteiro e

• dos prazos estabelecidos para a duração das atividades.

Para grandes volumes de terras a movimentar, a utilização de equipamentos mecânicos será mais econômica – rendimento: de 25 a 400 m³/hora.

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Características da Terraplenagem Mecanizada

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A mecanização caracteriza-se por:

a) Requerer grandes investimentos em equipamentos de alto custo;

b) Exigir serviços racionalmente planejados e executados;

c) Reduzir substancialmente a mão-de-obra empregada. Requer a especialização profissional;

d) Permitir a movimentação de grandes volumes de terras em prazos curtos, (preços unitários baixos, apesar do custo elevado dos equipamentos).

Operações Básicas de Terraplenagem- Distingue-se quatro operações básicas, sequenciais ou, às vezes, com simultaneidade.

1.Escavação; 2. Carga do material escavado; 3. Transporte; 4. Descarga e espalhamento.

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Terraplenagem- Comportamento do Solo

Movimento de Terra


Para o cálculo dos volume a ser transportado após o corte (volume de corte) e o volume de aterro correspondente, é necessário o conhecimento de algumas propriedades físicas do solo.

As propriedades físicas do material que devem ser consideradas são:

• Peso

• Empolamento

• Redução

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a) Peso: Depende de seu peso específico:

b) Empolamento: o aumento de volume sofrido por um material ao ser removido de seu estado natural. É expresso como sendo a percentagem do aumento de volume em relação ao volume original. (Aumento do índice de vazios).

b.1) Fator de Conversão: relação entre o peso específico no estado solto e o peso específico no estado natural ou corte.

Fator de Conversão (FCE)

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b.2) Relação entre Empolamento e Fator de Conversão:

c. Redução: É a redução de volume sofrida por um material por efeito de compactação de rolos, vibradores, etc., compactando o material em grau maior do que ele é encontrado em seu estado natural. Essa redução depende, naturalmente, do grau de compactação exigido e do material.

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Empolamento e Redução do solo escavado

Movimento de Terra


• Cortes: deve-se adotar um volume de solo correspondente à área da seção multiplicada pela altura média, acrescentando-se um percentual de empolamento.

• Aterros: No caso de aterros, deverá ser adotado um volume de solo correspondente a área da seção multiplicada pela altura média, acrescentando do fator de redução (em torno de 30% ) devido a contração considerada que o solo sofrerá, quando compactado.

Fatores de Conversão: Nas operações de terraplenagem é de suma importância o domínio sobre o

conhecimento das variações volumétricas e, consequentemente as variações das respectivas densidades.

Terreno natural, será cortado, escavado, iremos

denominá-lo de VOLUME DE CORTE (VC).

Este terreno ao ser cortado, ficará solto seu volume

será VOLUME SOLTO (VS).

Este terreno solto será

aterrado, para isto será

compactado e seu volume

será, VOLUME

COMPACTADO (VCOMP).

VS > VC > VCOMP A massa do terreno é a mesma

DS < DC < DCOMP As densidades terão a relação

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Terraplenagem- Corte

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Quando o tipo de solo não é conhecido, considera-se o empolamento de 30 a 40% .

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Cálculo prático do empolamento

Considere uma obra que necessite escavar 50 m3 de terra, medido pelo serviço de topografia. O objetivo é descobrir o Vs (volume de terra solta) para definir o transporte.

sendo que "Vc" é o volume medido no corte; e "E" é o empolamento.

Vs = Vc (1 + E)

Considerar que a terra é comum, com taxa de empolamento de 25%. Vs = 50 (1 + 0,25) Vs = 50 x 1,25 Volume de terra solta (Vs) = 62,5 m3

Portanto, depois da escavação, o volume de terra, que era de 50 m3 no corte, aumentará para 62,5 m³.

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Cálculo prático da contração

Contração - o volume final é inferior ao Volume de corte. Ex: Se Vc = 1 m3 de solo contrai para Vcomp = 0,9 m3 (no aterro) após compactação, a redução volumétrica é de 10%.

Para calcular o volume de corte necessário para aterrar 50 m3 - e considerando uma redução volumétrica de 10% - utiliza-se a seguinte fórmula:Vc = Vcomp/COnde: Vc = Volume de terra medido no corte Vcomp = Volume compactado no aterro C = Contração (se a redução volumétrica é de 10%, a contração é de 90%) Assim: 90% = 0,90. Portanto : Vcomp = 50/0,90 Vc = 55,55 m³

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Cálculo do Vs

Para o cálculo do volume de terra solta a ser transportada - usando a mesma taxa de empolamento de 25%

Utiliza-se novamente, a fórmula: Vs = Vc (1 + E)

Vs = 55,55 m³ (1 + 0,25); Vs = 55,55 m³ x 1,25

Volume de terra solta = 69,4 m³

Conclui-se, portanto, que para fazer um aterro com volume final de 50 m³ é necessário escavar 55,55 m³ e transportar 69,4 m³ de terra.

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Volumes empíricos

Movimento de Terra


S1

S2

L

V =S1 + S2

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x LExemplo: Suponha a situação acima.

Quantas viagens seriam necessárias para deslocar o volume resultante do corte acima, em um transporte com capacidade efetiva de 12 m3/viagem, considerando S1 = 6,2 m2, S2 = 5,1 m2, L = 10 m e o empolamento do material igual a 35%.

+1,00 +1,20 0,00 +0,80 +1,20

+0,80 +1,10 +0,50 +0,00 +1,00 +1,10

10,00 10,0010,0010,00 5,00

10

,00

A

B

C

Considere a afirmativa abaixo e responda as questões 1 e 2: A figura abaixo apresenta o croqui de um levantamento altimétrico de um terreno com dimensões, em metros. O RN não está explícito, porém as cotas de alguns pontos e das curvas de nível, em metro, sim.

Aplicação:

Questão 1: Podemos afirmar que a área do terreno, em m2, é:(A) 42,50 (B) 425,00 (C) 400,00 (D) 4.250,00 (E) 4.000,00

Questão 2: Quanto aos pontos A, B e C, podemos afirmar:

(A) Todos estão no mesmo nível. (B) O ponto B está a 20 cm acima de A e C. (C) O ponto C está num nível superior ao de A e B. (D) O ponto B está 20 cm acima de A e 120 cm acima de C. (E) O ponto B apresenta a menor cota dos três pontos.

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Aplicação (resultados aproximados):

Dada a planta do terreno abaixo, determine a sua área, desenhe os perfis longitudinais esquerdo e direito, o volume de terra a ser movimentado, bem como o número de caçambas com capacidade de 15m3, necessárias para transportar a terra movimentada. Considere E = 30% e cotas e distâncias em metros.

+1,00+1,20 0,00 +0,80 +1,20

+0,80 +1,10 +0,50 +0,00 +1,00 +1,10

10,00 10,0010,0010,00 5,00

10

,00

0,0 +0,70 +1,20 +1,30 +1,50 +2,00

+0,50+1,00

+1,30+1,50 +1,80

+2,20 +2,50Perfil Longitudinal Esquerdo

0,0

+0,70+1,20

+1,30+1,50

+2,00

Perfil Longitudinal Direito

+0,50 +1,00 +1,30 +1,50 +1,80 +2,20 +2,50

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Aplicação:

Movimento de Terra


Na execução da terraplenagem em um terreno para a implantação de um aeroporto, foi necessária, na movimentação de terra, o empréstimo de solo. Depois de compactado mediu-se o volume de 1.200 m³ de solo. Por meio do controle tecnológico conduzido, verificou-se que a densidade do solo compactado é de 2.030 kg/m³, a densidade natural é de 1.624 kg/m³ e a densidade solta é de 1.160 kg/m³. Considerando que este solo foi transportado por caminhão basculante com capacidade de 6 m³, o número de viagens necessárias foi de:

(A) 400 (B) 200 (C) 250 (D) 300 (E) 350

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Até a Próxima!

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