CONTRUÇÕES PESADAS Remoção de solos

Terraplenagem Definido como sendo o conjunto de operações de escavação, carga, transporte e descarga, com eventual compactação e acabamento executados a fim de passar-se de um terreno em seu estado natural para uma nova conformação topográfica desejada.

Terraplanagem Terraplenagem manual. Terraplenagem mecanizada.

Terraplanagem mecanizada Grandes investimentos: alto custo; 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.

Ciclo de operação: - Escavação; - Carga do material; - Transporte; - Descarga e espalhamento.

Classificação Existe grande diversidade de solo materiais que podem ser removidos. Logo, há necessidade de uma classificação específica para os trabalhos de terraplenagem.

Conceitos Rochas: materiais da crosta terrestre. Provenientes da solidificação do magma ou da consolidação de depósitos sedimentares;

Solos - conceito Materiais constituintes da crosta terrestre provenientes da decomposição “in situ” das rochas pelos agentes geológicos e/ou agentes atmosféricos.

Terminologia das rochas. Bloco de rocha: pedaço isolado de rocha com  médio superior a 1 m. Matacão: pedaço de rocha com  médio superior a 25 cm e inferior a 1 m. Pedra: pedaço de rocha com  médio compreendido entre 7,6 cm e 25 cm.

Obs.: desmonte de rochas 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.

Terminologia dos solos 1. Pedregulho: solos com  superiores a 4,8 mm e inferiores a 76 mm. 2. Areia: com  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  máximo superiores a 0,005 mm e inferiores a 0,05 mm.

Terminologia 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  máximos inferiores a 0,005 mm.

Terminologia dos solos Solos que não apresentam predominância de propriedades caracterizadas anteriormente são designados pelo nome composto. Exemplo: argila arenosa, silto- argiloso, etc.

Terminologia dos solos 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.

Categorias Com a mecanização, a classificação passou a ser definida por razões econômicas. Assim, foi definida a classificação em categorias.

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

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.

Segunda categoria 2ª Categoria – Rocha com resistência à penetração mecânica inferior ao granito, blocos de pedra de volume inferior a 1 m 3, 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.

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.

3ª Categoria 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.

Fatores que influenciam a escavação 1. 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.

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 aumento do atrito de partícula a partícula. Um solo bem compactado, que tem pequeno volume de vazios oferece maior resistência ao corte.

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.

Observação No caso de rochas com vária camadas de alteração poderá ocorrer a utilização concomitante dos dois processos. - Uso da pré-escarificação e uso de explosivos de baixa potência.

Equipamentos p/ terraplanagem Motoscraper Aplainadora

Equipamentos de Terraplanagem Moto Scraper Dozer

Sondagem O resultado da prospecção de solos define informações relevantes para definir as camadas dos perfis do solos e rochas encontradas no subsolo a serem removidos. Processos de sondagem. Trado manual: este equipamento permite a perfuração até 3 m em solos de pouca consistência e classificáveis na 1ª Categoria. Obs.: os materiais atingem certa compacidade e se apresentam com baixos teores de umidade, o trado podem encontrar dificuldades.

Trado manual

Trado portátil Trado portátil acionado por motor: neste caso o trado é acionado por motor auxiliar de gasolina, o que permite a penetração em solos mais consistentes até 15 m de profundidade.

Trado rotativo Trado rotativo montado sobre caminhão: utilizado para a sondagem de reconhecimento em materiais de pouca ou média consistência, incluíndo-se rocha alterada, atingindo até 60 m de profundidade. – inadequado para o corte de rocha dura.

Trado rotativo montado sobre caminhão A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a consistência do material, de acordo com a tabela. Tipo de Velocidade Classificação material média – m/h provável Solos residuais pouco 18 – 36 1ª Categoria consistentes Solos residuais de 0 – 18 2ª Categoria consistência média c/pré-escarificação

Perfuratriz rotativa Perfuratriz rotativa montada sobre trator: caracterizada com furo de 3 ½¨ em sondagem de reconhecimento. A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a consistência do material, de acordo com a tabela. Tipo de Velocidade Classificação material média – m/h provável Rocha bem alterada 15 – 22 2ª Categoria c/pré-escarificação Rocha medianamente alterada 7,5 – 22 2ª Categoria consistência média c/pré-escarificação e explosivos Rocha dura 0 – 7,5 3ª Categoria

Método sísmico Método mais preciso para a determinação dos perfis das camadas de solo e rocha no subsolo.

Método sísmico – este método baseia-se no fato que as ondas de choque provocadas por explosivos atravessam as camadas de diferentes rochas com velocidade proporcionais ao grua de compacidade que elas apresentam.

Método sísmico  Estas ondas obedecem à lei de refração de Snell e são refratadas da direção inicial de propagação. Podendo variar da direção vertical até a horizontal, dependendo das velocidades de propagação

Sondagem Pode-se calcular as velocidades de ondas de choque através das camadas sucessivas de diferentes densidades, bem como as espessuras correspondentes. Importante: Sabe-se que os custos de escavação aumentam substancialmente com a compacidade dos materiais. A velocidade é proporcional a compacidade. Solo natural Rocha alterada Rocha dura

Método sísmico para sondagem - equipamentos Geofone

Método sísmico para sondagem Conhecendo-se as velocidades é possível conhecer a natureza das camadas das rochas existentes no subsolo e suas espessuras, podendo ser estimado o custo da escavação e melhor planejar a seleção de equipamentos.

Sondagem Correlação entre as velocidades de propagação e a escarificabilidade dos materiais. Trator com ripper (escarificador) na faixa de 200/300HP, com peso de 30 a 45 t Velocidade de Escarificação Equipamento Classificação propagação (m/s) provável 0 – 450 não necessita equipamentos normais 1ª Categoria 450 – 900 escarificação leve trator com ripper transição 900 –1200 escarificação média trator com ripper 2ª Categoria 1200 – 1500 escarificação pesada trator com ripper 2ª Categoria 1500 – 1800 escarificação muito pesada ripper e/ou explosivo 2ª Categoria c/ explosivo > 1800 não escariável p/ desmonte de rocha 3ª Categoria

Conceitos - Empolamento Empolamento dos solos Consiste em um aumento de volume devido a incorporação de vazios. O terreno no estado natural apresenta um determinado estado de compactação. Após o desmonte Tem-se uma expansão volumétrica considerável.

Volumes Após o desmonte: A terra assume um volume maior em relação ao estado natural. Desta forma tem-se: Volume solto Vs > Volume natural Vn. Massa específica solta (  s ) < Massa específica natural (  n )

Coeficiente de empolamento Este fator é definido pela relação entre as massas específicas do material no estado solto em relação ao material natural.

Coeficiente de empolamento Pela definição de massa específica tem-se:

Coeficiente de empolamento Como a terraplanagem é paga pelo volume medido no corte, portanto com a massa específica natural, convém sempre referir-se o volume a seu estado natural ou seja de corte.

FIM