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SINDOMTEFE SINDICATO DOS OPERADORES DE MAQUINAS TERRAPLENAGEM,
FLORESTAIS, GRUAS, EMPILHADEIRA
RUA BOM FUTURO, 35 CENTRO IMPERATRIZ MA TEL (99) 35246282
[email protected]
TERRAPLANAGEM
Este curso tem por objetivo fornecer ao aluno os elementos
bsicos de terraplanagem, de forma a lhes permitir organizar e
executar tais servios segundo um critrio lgico, procurando ampliar
sua viso tcnica para futuros aperfeioamentos, que tero a obrigao,
como supervisores, tcnicos, operadores e outros profissionais de
criar.
Temos a obrigao de indicar aos futuros profissionais a direo em
que devem concentrar sua ateno. Livros melhores que este trabalho
so citados sempre que deles extraio algum conceito, tabela ou mesmo
pargrafos inteiros. No h inteno de plgio: a inteno fornecer ao
aluno o resumo das aulas de um curso com a durao de trinta horas, e
a indicao da bibliografia a ser consultada.
Agradecerei suas sugestes, crticas e correes a erros cometidos
enviadas para [email protected]
Sumrio dos tpicos de Terraplanagem
T01- Introduo
T02- Seleo dos equipamentos de transporte
T03 - Servios preliminares: Instalao do canteiro, topografia,
desmatamento
T04 - Utilizao dos equipamentos - tratores e scrapers
T05 - Utilizao dos equipamentos de carga
T06 - Preparando para a compactao: espalhamento, homogeneizao,
secagem e umidificao
T07 - Execuo e estabilidade de aterros
T08 - Compactao: equipamentos e execuo
T09- Especificaes e controle de compactao
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Captulo 1 -
CONSIDERAES INICIAIS:
Desde o oramento at a aprovao final de uma obra ou trecho de
obra, o empreiteiro deve concentrar sua ateno em certos fatores que
causam lucros ou prejuzos, sob um ponto de vista tcnico. Eis alguns
dos pontos onde se deve concentrar a ateno:
Fatores de converso de volumes: nas medies de terraplanagem, os
volumes so considerados, geralmente, no corte ou no aterro. S
raramente so medidos nos veculos de transporte. Para uma mesma
massa de material, os volumes variam inversamente com as
densidades. Tomando como referncia o estado natural, no corte,
durante o transporte o material tem uma densidade aparente menor, e
volume maior, fenmeno denominado EMPOLAMENTO. Ao ser compactado,
tem diminudo seu ndice de vazios, apresentando densidade aparente
maior, e o volume reduz-se.
Fator de eficincia das mquinas: j estudado anteriormente, em
Construo de Estradas I, tem como parmetros: qualidade, ateno e
condies do operador, paradas por motivos diversos (inclusive recepo
de ordens), uso correto de marchas e velocidades, estado da mquina,
etc.
Tempo de ciclo: Seu estudo dividido em "tempos fixos" e "tempos
variveis". Fixos so os tempos gastos em carregar, manobrar (ou
fazer volta) , acelerar e reduzir. Variveis so os tempos de
transportar e voltar vazio, variando com a distncia de transporte e
velocidade de locomoo.
Custos: Existem dois tipos de engenheiros, segundo Ciro
Nogueira: os que entendem de juros compostos, e os que no entendem
de juros compostos. Os primeiros conhecem o custo por m3 , horrio e
mensal de cada servio ou equipamento (trabalhando e parado), os
juros que paga ou pagaria por mquina e instalaes (custos de
capital), o preo final da mo de obra (por hora, semana ou ms,
encargos sociais, etc.), custos de manuteno e combustveis, custos
eventuais, etc. Os outros...
Segurana e Meio ambiente: no admissvel que o engenheiro, apenas
em funo do lucro, olvide ser humano. A preocupao com a segurana no
trabalho, e com a segurana da obra, durante a execuo e aps seu
trmino, obrigatria. O engenheiro responsvel pela vida e pela
integridade de quem est em sua rea de trabalho. Tambm a agresso ao
meio ambiente, tem que ser diminuda ao mximo, por ser questo de
sobrevivncia da prpria espcie humana.
Seqncia: a construo de uma estrada comea pelo planejamento.
Seguem-se
a programao, o projeto, a implantao (terraplanagem, construo da
infra-estrutura), e seguindo-se a ela a pavimentao (construo da
superestrutura) . A seguir, comea a operao, com a conseqente
conservao. Trataremos aqui da implantao da estrada.
TERRAPLANAGEM OU TERRAPLENAGEM ?
No portugus de Portugal existe apenas o termo terraplanagem.
Realmente, terraplenar significa "encher com terra", mas no Brasil
as duas expresses so
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utilizadas com o mesmo significado: a arte de mudar
intencionalmente a configurao de um terreno. um servio complexo e
especializado, e de execuo agradvel. Dentre os que a exercem,
alguns prosperam extraordinariamente, enquanto outros tem prejuzos.
Embora no haja um fator nico que estabelea tal diferena, o
conhecimento e a aplicao dos princpios bsicos de terraplanagem de
importncia capital .
Em terraplanagem, o ponto primordial no a natureza do material,
mas suas propriedades fsicas. O que interessa ao empreiteiro saber
o modo mais fcil e econmico de escavar, mover, carregar,
transportar e dispor o material. Ao fiscal, que a qualidade final
do servio atenda as especificaes de projeto.
H registros histricos e pr-histricos desta atividade mas
preferimos tomar como ponto inicial da terraplanagem moderna a
inveno do trator de esteiras, em 1904 . No nos deteremos muito nas
mquinas ou em sua evoluo, que o aluno j conhece desde que cursou a
disciplina Construo de Estradas I .
Recordao : Sees tpicas, no que se refere plataforma
projetada:
CORTE :
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ATERRO :
SEO MISTA : plataforma parte abaixo, parte acima do terreno
natural.
No sentido longitudinal da estrada, o diagrama de Bruckner,
estudado na disciplina
"Estradas", ajuda a otimizar a distribuio entre cortes e aterros
.
Exerccios de Fixao:
Os exerccios do tipo (A) so uma preparao para outros maiores. So
de pequena dificuldade em relao aos assinalados por (B), que visam
preparar aqueles que efetivamente iro trabalhar na construo de
estradas.
A1) Calcule a faixa de ocupao, detalhando Xe e Xd, em funo de
2L, da cota vermelha H, c, a, e da inclinao mdia ( i ) do terreno,
nos trs casos tpicos. Encontre tambm
frmulas para determinar a cota dos off-sets em relao da
plataforma. Lembre-se que - na seo mista - pode haver corte ou
aterro no eixo...
B1) Transforme a resoluo do problema (A1) em um programa de
computador ou uma planilha de clculo que alm do que foi pedido,
avalie as reas de corte e de aterro. Esses
valores sero utilizados no clculo dos volumes de corte e de
aterro (cubagem).
O resultado dos dois exerccios encontra-se mais adiante, em
outro captulo...
Referencias bibliogrficas:
Ricardo ,Hlio de Souza e Catalani , Guilherme - Manual Prtico de
Escavao, Pini Editora
Senso, Wlastermiler de - Terraplenagem EP USP, 1975
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Captulo 2
SELEO DOS EQUIPAMENTOS DE TRANSPORTE EM TERRAPLANAGEM : FATORES
QUE INFLUEM
Fatores naturais:
topografia ( mais ou menos acidentada ) ; altitude ; natureza
dos solos, presena de lenol fretico, regime de chuvas .
Fatores do projeto:
volume a ser movido, distncias de transporte, rampas, dimenses
das plataformas .
Fatores econmicos :
custo unitrio ( por m3 movimentado ).
Princpios bsicos do critrio econmico :
reduo ao mximo, do capital empatado; equilbrio de trabalho para
rendimento mximo por unidade mecanizada ; o custo unitrio deve ser
sempre menor que o custo da maquina ou de algum mtodo de trabalho
alternativo
FATORES NATURAIS
Natureza do solo :
Granulometria , resistncia ao rolamento , capacidade de suporte
ao de cargas , umidade natural , aderncia... Exemplos: baixa
capacidade de suporte ou alta resistncia ao rolamento pode
descartar possibilidade de usar equipamento de pneus , como p
carregadeira sobre pneus, em geral mais econmica, ser substituda
por shovel, retro-escavadeira ou draga, de custo horrio maior.
Motivos: excesso de umidade , solo argiloso com matria orgnica ,
turfas, interferncia de lenol fretico.
A resistncia ao rolamento no afeta equipamentos de esteiras.
Topografia :
Terrenos acidentados implicam rampas mais fortes. (Declives e
aclives maiores). Ento surge necessidade de maior potncia e
problemas de aderncia nos aclives, bem como problemas de segurana
nos declives.
Regime de chuvas : Exemplos citados por Ricardo e Catalani,
relativos ao estado de S. Paulo:
Precipitaes at 5 mm, em 10 dias por ms acarretam 50 %
paralisao.
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No inverno (estao de seca ) - mdia de 15 % paralisao . Na estao
chuvosa : em regies com mais de 3 000 mm/ano desaconselhvel o uso
de equipamento com pneus (exemplo: Serra do Mar). FATORES DE
PROJETO Volume a ser movido, peso, empolamento,
compactabilidade
O volume geralmente contratado medido no corte, em obras
rodovirias. Ao ser escavado, ocorre o empolamento (aumento de
volume), e o novo volume que ser transportado. Quando compactado em
um aterro, o volume reduz-se novamente, tendo seu peso especfico
aparente aumentado. Ao dimensionar aterros, necessrio conhecer a %
de reduo volumtrica. Verificar tambm a capacidade de carga (em
peso) do equipamento de transporte . Conforme a densidade do
material transportado, no se deve coroar a carga (carregamento
mximo) de caminhes ou scrapers (por exemplo), para no reduzir sua
vida til.
CARACTERSTICAS APROXIMADAS DE ALGUNS MATERIAIS:
MATERIAL Kg/m
3
(CORTE) Empolamento (multiplicar)
Fator de converso (peso)
Kg/m3
(SOLTO)
Argila 1720 1,4 0,72 1140
Argila c/ pedregulho, seca
1780 1,4 0,72 1300
Argila c/ pedregulho, molhada
2200 1,4 9,72 1580
Carvo antractico 1450 1,35 0,74 1070
Carvo betuminoso 1280 1,35 0,74 950
Terra comum, seca 1550 1,25 0,8 1250
Terra comum, molhada
2000 1,25 0.8 1600
Pedregulho(1-5 cm), molhado
2000 1,12 0,89 1780
Pedregulho(1-5 cm), seco
1840 1,12 0,89 1640
Hematita 3180 1,18 0,85 2700
Magnetita 3280 1,18 0,85 2780
Calcreo 2620 1,67 0,6 1570
Areia seca, solta 1780 1,12 0,89 1580
Areia molhada, compacta
2100 1,12 0,89 1870
Arenito 2410 1,54 0,65 1570
Escria de fundio 1600 1,23 0,81 1300
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Peso, empolamento e fc variam com tamanho das partculas,
componentes, contedo de umidade, grau de compacidade, etc.
Testar.
SE GRANDE VOLUME :
Mais e melhores mquinas - grande investimento inicial, grande
lucro bruto.
Necessrio maior planejamento, controles mais rgidos.
SE PEQUENO VOLUME:
Mquinas menores em menor nmero, menor investimento inicial,
menor faturamento.
Em certas obras, como na construo de barragens, o volume pode
ser medido e pago por material compactado. Para pequenos volumes,
uma primeira aproximao feita considerando-se 25 % de reduo em relao
ao volume de corte . Para um bom oramento, h que testar, fazendo
(por exemplo) aterro experimental.
Custos envolvidos :
Preo ds mquinas, transporte para a obra, instalao da obra,
alojamentos (e afins), mo de obra ( direta e indireta ) ; segurana,
instalaes de pronto socorro, CIPA (controle interno de preveno de
acidentes) , lazer, transporte de pessoal, manuteno, controles da
produo e qualidade, servios sociais , posto de abastecimento com
lavagem e lubrificao, etc.
Distncia de transporte : dt
tempos e custos de carga , descarga , manobras ( pequenos ,
quase fixos , quando comparados aos de transporte em distncias
mdias e longas ) .
CUSTO DE UM SERVIO :
C = Ch / Qh
Onde :Ch o custo global e Q h a produo global da equipe.
A produo de cada mquina inversamente proporcional ao tempo de
ciclo :
Q = f ( 1 / t c )
Se dt cresce tempo de ciclo cresce Qh diminui C cresce
Critrio de custo em funo da distncia de transporte : ( primeira
aproximao, mas no o nico critrio)
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DISTNCIA (m)
EQUIPAMENTO 0 50 100 200 300 400 750 900
+ de
900
Trator de esteiras Scraper rebocado por trator de esteiras
Motoscraper convencional de 1 eixo Motoscraper grande (twin)
Unidades de transporte + unidades de carga
O critrio de CUSTOS pela distancia de transporte o primeiro a
ser considerado, mas no determinante: outros fatores devem ser
analisados. Alguns fatores tcnicos (rampa, afundamento, material
transportado, etc.) PROBEM o uso de alguns dos equipamentos.
A estimativa da produo provvel para o cumprimento de prazos,
anlise da topografia do conjunto da obra , necessidade de servios*
paralelos , manuteno, so alguns dos muitos outros parmetros a serem
analisados na escolha quantitativa da equipe .
O estudo e o controle do tempo de ciclo, que dever ser o mnimo
possvel, uma, se no a maior, diferena entre o empreiteiro que tem
lucros para o que tem prejuzos ... Os principais instrumentos para
isso so: cronmetro, papel, lpis e bom senso. Voltaremos ao assunto
mais adiante.
SELEO DAS UNIDADES DE TRANSPORTE:
PRINCIPAIS TIPOS DE UNIDADES DE TRANSPORTE :
CM - caminhes ( caamba comuns ou fora-de-estrada )
VG F - vages com descarga pelo fundo (botton-dump)
VGL - vages com descarga lateral
VG T - vages com descarga traseira (rear-dump) e
UNIDADES ESCAVOTRANSPORTADORAS ( SCRAPERS )
CONV 1 scraper convencional
CONV 2 scraper convencional c / rebocador de 2 eixos
EL scraper com esteira elevatria
PP push-pull
MT-TR motor traseiro , trao em todas as rodas
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SR scraper rebocado por trator de esteiras
Conforme a natureza do material transportado:
Todos os equipamentos mencionados podem transportar argila,
areia, pedregulho mido e grado. Mas os scrapers EL, PP e os vages
VGF no so indicados para o uso com rocha escarificada ou
dinamitada. (desgaste). Analise e discuta os problemas de carga e
descarga de um scraper transportando rocha dinamitada.
Seleao conforme o afundamento dos pneus e a resistncia ao
rolamento:
Causas de resistncia ao rolamento: atrito interno, atrito roda x
piso, afundamento
causa subida permanente.
Para afundamento de pneus na pista de trabalho at 10 cm, ou
resistncia ao rolamento at 85 kg/ tonelada, qualquer dos
equipamentos pode ser usado.
Se o afundamento for maior que 25 cm, ou a resistncia a
rolamento maior que 183 kg/ t , apenas o SR apresenta rendimento.
At esse ltimo limite, recomenda-se PP e MT-TR. Afundamentos entre
10 e 15 cm ou resistncias ao rolamento de 85 a 117 kg/t indicam o
uso de scrapers convencionais (1 e 2). Caminhes e vages no devem
ser usados quando se observa afundamentos superiores a 10 cm. Ver
grfico seguinte.
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RESISTNCIAS MDIAS AO ROLAMENTO, EM QUILOS POR TONELADA (EQUIP.
DE PNEUS) Estrada dura e compactada, que no cede sob peso (
concreto ou macadame
betuminoso)..............................................20 Estrada
firme que cede levemnte sob peso (pavimento com macadame comum)
..............................................30 Estrada de terra,
estabilizada, que cede sob peso (penetrao aproximada dos pneus, 2 a
3 cm) ................................50 Estrada de terra no
estabilizada (penetrao dos pneus, 10 a 15 cm)
...............................................75 Estrada de terra,
solta, barrenta ou arenosa .......................100 a 200
Fonte: Introduo Terraplanagem (Caterpillar do Brasil)
Capacidade de vencer rampas:
Caminhes e vages : at 15 %
CM fora-de-estrada at 25 %
Scrapers de dois eixos com pouco peso nas rodas motrizes : at 10
%
Scrapers de um eixo : at 15 %
Scrapers TR e PP : aproximadamente at 30 %
Scrapers SR ( rebocados por Trator de esteiras) : at 40 %
RESISTNCIA TOTAL AO MOVIMENTO DE UM EQUIPAMENTO
A resistncia total pode ser decomposta em:
1. resistncia ao rolamento; 2. resistncia de rampa; 3.
resistncia de inrcia; (pequena e difcil de dimensionar ); 4.
resistncia do ar atrito e presso frontal (desprezvel na
terraplanagem ).
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A resistncia de inrcia surge quando o veculo sofre variao na
velocidade (freada ou acelerao) Para reduzi-lo, o modo mais prtico
reduzir as causas, suavizando o trajeto dos equipamentos
(principalmente veculos de transporte).
Detalhando a resistncia de rampa:
R rampa = P cos () : simplificamos o clculo expressando em
porcentagem e fazendo
R (em Kg) = 10 x P (em toneladas) x ( aclive em porcentagem
)
P. exemplo: se = ang tg( 15/100) , aclive % = 15/100 = 0,15
R = 10 x P x 0,15
A resistncia total ao movimento ser expressa por
RT = R rolamento + R rampa (desprezamos os outros fatores, muito
pequenos)
costume calcular separadamente o peso P2 sobre o eixo trator,
para facilitar o
clculo da aderncia ( semelhante ao atrito ).
Conhecido o coeficiente de aderncia A e o peso P2 do trator,
calculamos a fora de
aderncia Fa = P2 x A. Se RT > Fa , as rodas tratoras patinam
e o veculo no se move.
Facilidade de Escavao com scrapers em terreno natural:
Terrenos muito compactos : use scraper SR ou TR, com pusher.
Menos compactos : convencionais. Os "cavalos"(tratores) de pior
desempenho quando h pouca aderncia so os de dois eixos.
Sobre os tratores de rodas puxando scraper:
Como ambos se deslocam sobre rodas, h que considerar o peso do
trator e o do scraper, vazio ou carregado. Calcular resistncia ao
rolamento, resistncia/assistncia de rampa, distribuio do peso ,
aderncia.
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A resistncia ao rolamento no afeta os tratores de esteiras
...
Resumo:
CONV1- Motoscraper convencional , rebocador (cavalo) de 1
eixo:
Para distncias mdias e curtas, terrenos de compacidade mdia ou
baixa, rampas < 15 %, terrenos com bom suporte e pouco
afundamento (baixa resistncia ao rolamento.
CONV2 - Motoscraper convencional , rebocador (cavalo) de 2
eixos:
Distncias mdias e grandes, terreno compacidade mdia ou baixa,
rampas at 10 %, terrenos bom suporte e afundamento < 15% (baixa
resistncia ao rolamento).
EL - Motoscraper com elevatrio:
Distncias curtas e mdias, terrenos pouco compactos, solo solto,
rampas pequenas ( 30 %), terrenos de baixa capacidade de suporte e
alta resistncia ao rolamento.
CONSIDERAES SOBRE CARGA, TRANSPORTE E ESPALHAMENTO:
Carregamento mais caro: vages e caminhes (tempo de carga muito
maior que dos scrapers).
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Carregamento mais barato: TR e EL quando terreno dispensa uso de
pusher, porem menor velocidade acarreta transporte mais caro. Os EL
, invertendo o sentido da esteira, tem a descarga mais regular,
adiantando o espalhamento.
Caminhes e vages tem transporte com custo menor, porm
espalhamento aps descarga mais caro ( preciso usar trator de lminas
e motoniveladoras).
VAGO FORA-DE-ESTRADA
COMPARAES ALTERNATIVAS
Os fatores que mais influem no desempenho de equipamentos
escavotransportadores so: distncia de transporte e resistncias ao
movimento das mquinas. O grfico a seguir orienta uma seleo baseada
nesses fatores.
(grfico baseado em Ricardo e Catalani: Manual Prtico de
Escavao)
Algumas vezes as mquinas so usadas em condies diferentes das
mais favorveis segundo esse grfico. Fatores teoricamente menos
importantes podem predominar em condies especiais, conforme anlise
de produo e custo, no disponibilidade momentnea de um recurso,
trabalhos de curta durao, etc.
Referencias bibliogrficas:
Ricardo ,Hlio de Souza e Catalani , Guilherme - Manual Prtico de
Escavao, Pini Editora
Senso, Wlastermiler de - Terraplenagem EP USP, 1975 ?? -
Princpios Bsicos de Terraplanagem Caterpillar Brasil Pacheco, Luiz
Cesar Duarte - Apostila de Construo de Estradas I
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Captulo 3
Veja a continuao do assunto em POTNCIA
POTNCIA: NECESSRIA, DISPONVEL e USVEL: Potncia energia em ao,
trabalho realizado por uma fora em um determinado temo. DISPONVEL a
da mquina. USVEL a limitada pelas condies de trabalho. A POTNCIA
NECESSRIA determinada pela resistncia ao rolamento(devida frico
interna, flexibilidade, desenho e presso dos pneus, penetrao na
superfcie do solo) e de rampa. A potncia disponvel informada pelos
fabricantes, pela fora na barra de trao (tratores de esteiras) ou
pelo esforo trator nas rodas motrizes(trator de rodas) e varia com
a marcha e a velocidade. Mas tal informao vlida para condies
ideais. A POTNCIA USVEL um valor menor, limitado pela ADERNCIA das
esteiras ou
pneus com o solo, e pela ALTITUDE, que reduz a potncia dos
motores de aspirao natural. ADERNCIA( ~ atrito) funo do peso
atuante no conjunto propulsor, e de um
coeficiente de aderncia ( ~ coeficiente de atrito) devido ao
tipo de terreno. Tomando como exemplo o conjunto trator + scraper :
Trator de esteira rebocando scraper de dois eixos: considerar o
peso total do trator. Trator de pneus, dois eixos, rebocando
scraper de um eixo: considerar 40% do peso do conjunto trator +
scraper , tanto carregado quanto descarregado. Trator de pneus, um
eixo, rebocando scraper de um eixo: considerar 60 % do conjunto
trator + scraper, nas duas condies de carga.
COEFICIENTES DE ADERNCIA PARA TRATORES
MATERIAIS PNEUS ESTEIRAS
Concreto 0,90 0,45
Terreno argiloso seco 0,55 0,90
Terreno argiloso molhado 0,45 0,70
Argila(estrada mal conservada) 0,40 0,70
Areia solta seca 0,20 0,30
Areia solta mida 0,40 0,50
Material de praa de pedreira 0,65 0,55
Estrada encascalhada (no compactada) 0,35 0,50
Terra firme 0,55 0,90
Terra solta 0,45 0,60
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EFEITOS DA ALTITUDE :
ALTITUDE
(metros)
0
a
750
750
a
1500
1500
a
2250
2250
a
3000
3000
a
3750
3750
a
4500
TIPO DE EQUIPAMENTO (CAT) EFICINCIA EM %
769 100 100 92 85 79 73
666, 657 100 100 95 87 81 75
660, 651, 650, 641 100 100 93 86 79 73
631, 630 100 100 98 90 84 76
619 PS 100 92 85 78 72 66
D9G 100 100 100 100 93 86
D8H P.S. 100 100 100 97 90 83
D8H D.D. 100 100 100 92 85 79
D7E D.D. & P.S. 100 100 94 86 80 74
Para motores de aspirao natural, deve-se deduzir 1% da potncia
especificada para cada 100 m a partir de 1000 m de altitude. Esta
tabela incompleta, tratando-se apenas de um exemplo. Cada
fabricante fornece seus prprios manuais de utilizao
Os ndices de eficincia em funo da altitude devem corrigir a
Eficincia previamente calculada, como j estudado. Lembre-se que a
fora tratora NECESSRIA continua a mesma em qualquer altitude. a
fora tratora DISPONVEL que diminui com o aumento da altitude.
Em resumo:
Potncia necessria = resistncia ao rolamento + resistncia de
rampa
Potncia disponvel : consultar manual da mquina combinando fora
tratora e
velocidade. Ento combinar potncia necessria com disponvel, para
escolher a marcha mais alta possvel. Potncia usvel: funo da
aderncia do terreno. . Se
altitude elevada, fazer quadro de perda de potncia, corrigindo a
marcha a ser usada.
Referencias bibliogrficas:
Ricardo ,Hlio de Souza e Catalani , Guilherme - Manual Prtico de
Escavao, Pini Editora
Senso, Wlastermiler de - Terraplenagem EP USP, 1975 ?? -
Princpios Bsicos de Terraplanagem Caterpillar Brasil Pacheco, Luiz
Cesar Duarte - Apostila de Construo de Estradas I
-
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Captulo 4
EXECUO DA TERRAPLANAGEM - SERVIOS PRELIMINARES
"H sempre um equipamento que se adapta melhor s condies
vigentes, e executa a tarefa de forma mais simples e econmica." 1 A
esta citao do livro texto, acrescento:
Qualquer tarefa pode ser feita de modo ainda mais simples e
econmico. A funo do engenheiro na produo de uma terraplanagem
engenhar, descobrir esse modo. Estudamos aqui solues e sugestes
consagradas pela prtica, mas que sempre podero ser melhoradas.
SERVIOS PRELIMINARES
1. Instalao do canteiro de obras:
Regra geral: localizar perto do centro de gravidade (rea em
planta) dos servios. As construes devem ser econmicas e
reaproveitveis aps a desmontagem do acampamento. Parmetros que
podem alterar a regra geral: dimenso da obra, proximidade de centro
urbano, tempo de execuo da obra, facilidades locais de energia
eltrica e gua potvel, etc. Um canteiro dever conter:
ESCRITRIO: prestando os seguintes servios gerais: apropriao
(coleta de dados, classificao, ordenao e clculo de despesas por
categorias); comunicao entre o canteiro de servio e a gerncia;
comunicao entre o canteiro e terceiros; ponto; pagamento de
pessoal; organizao, distribuio e pagamento de contas e sua
contabilizao em livro prprio; escriturao do livro "caixa" da obra;
arquivamento de correspondncia, fichrio de mquinas , material de
consumo, etc.
ALMOXARIFADO: responsvel pela compra e distribuio de materiais,
que se classificam em : materiais de consumo (combustveis, leos,
graxas, alimentos, peas sobressalentes, etc.) , materiais de
aplicao (cimento, cal, pedra, areia, etc.) e materiais permanentes
(mquinas, mveis, grandes ferramentas, etc.).
OFICINAS DE MANUTENO: para reparos ligeiros, pinturas,
manuteno
preventiva(reviso quinzenal de peas de alto desgaste, reviso de
motores segundo especificaes dos fabricantes). Como indicao, deve
ter 36 m2 por mquina em servio. Fazem tambm o controle de utilizao
das mquinas, anotando horas trabalhadas, paradas para reparos e por
chuva, para anlises que podem ser anuais, mensais ou at dirias.
ARRANCHAMENTO: alojamentos, refeitrios. Evitar alojar pessoal
nos centros urbanos prximos, causa de perda de tempo, problemas com
comportamento e desempenho no trabalho. Pessoal bem alimentado
trabalha com mais prazer, e melhor.
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TRANSPORTES: podem ser feitos em caminhes cobertos, com bancos,
respeitada a legislao vigente, com todas as regras de segurana
respeitadas e sempre gratuito; o transporte de pessoal graduado
normalmente feito em veculos menores, como utilitrios ou automveis.
Ao menos um veculo sempre dever estar disponvel, para urgncias,
inclusive hospitalares.
COMUNICAES: Em obras de grande porte, comunicaes internas podem
utilizar sistema de telefonia com PBX, walk-talkies, e at
celulares. Comunicaes externas , tradicionalmente feitas em horrios
preestabelecidos por transmissor receptor, sero brevemente
substitudas por fax ou pela Internet (ou coisa melhor).
GUARITAS: um acampamento um quartel e no a casa da Me Joana. H
que
definir quem pode entrar e quando...
RECREAO: cinema, biblioteca, jogos de salo, futebol, basquete,
etc. Quando o porte da obra muito grande, como no caso da construo
de hidreltricas, clube com piscina e salo de festas no chega a ser
exagero.
2. Mobilizao ou Transporte dos equipamentos:
Raramente decorrem mais de trinta dias entre o resultado de uma
concorrncia e o incio das obras. No caso de grandes distncias, o
custo de mobilizao pode ser elevado e no pode ser omitido no
oramento da obra. O trajeto (rota) deve ser o menor possvel.
Mquinas de esteira so transportadas sobre carretas, as de pneus
necessitam autorizao dos rgos rodovirios para trafegar nas
estradas, ainda assim com sinalizao apropriada. Um critrio para a
organizao de comboios, grupar equipamentos que podem se deslocar a
velocidades iguais. Por exemplo: carretas transportando tratores e
motoscrapers deslocam-se a velocidades em torno de 60 km/h. J os
tratores sobre pneus, 35 km/h. Motoniveladoras tem velocidade
varivel, em torno de 45 km/h. Ps carregadeiras, por terem sistema
de direo traseiro, devem ser transportadas. Com a seleo dos
equipamentos que sero deslocados fica parcialmente definido o
efetivo humano, j que, em muitas firmas, alguns operadores so
"casados" com suas mquinas. As equipes so complementadas pelos
chefes de campo, mecnicos etc. Grandes escavadeiras podem superar
120 toneladas de peso, tendo de ser desmontadas para o transporte
em carretas, bem como instalaes de britagem, usinas de asfalto,
etc. As equipes de construo de acampamentos geralmente viajam na
retaguarda dos comboios, porque difcil instalar o arranchamento
antes da chegada das mquinas , que so revisadas to logo sejam
descarregadas. O responsvel por um comboio, geralmente engenheiro,
define velocidade entre pontos do trajeto, pontos de parada, e tudo
o que no pode ser previsto.
3. Construo de estradas de servio e obras de arte
provisrias:
Em geral, no caso de obra rodoviria, obras de baixo custo, com
plataformas de 4 a 5 metros. Procurar suavizar rampas de inclinao
muito forte. Pequenos aterros, drenados, nas baixadas e onde houver
solos de m qualidade. Bueiros para evitar
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inundaes. Nas grandes obras, estradas de servio podem necessitar
plataformas maiores, com boa conservao e suporte, para que o
equipamento de transporte sempre possa trafegar na velocidade mxima
de segurana.
4. Consolidao do terreno de fundao dos aterros: Executados
sempre que, devido baixa capacidade de suporte do sub-leito possa
ocorrer recalque exagerado ou escorregamento lateral. No caso de
estradas de servio, no tem o requinte que ser visto em "construo de
aterros", mas devem ter boa capacidade de suporte e drenagem
suficiente.
5. Locao topogrfica:
O rgo rodovirio (DNER, DER/xx, RFFSA ) fornece o eixo da estrada
locado e piqueteado a cada 20 m, incluindo a marcao dos PC(pontos
de curva), PT(ponto de tangncia) e PI (ponto onde o prolongamento
das retas se interceptam), devendo o empreiteiro acompanhar a
execuo desse trabalho a fim de esclarecer dvidas. A partir do eixo
locado, cabe ao empreiteiro a marcao dos pontos de off-set,
garantindo sua conservao, pois as estacas do eixo vo desaparecer
durante a terraplanagem. Recordando:
A marcao correta dos pontos de off-set importante porque a
correo de erros muito onerosa. O erro mximo admissvel na altura do
off-set de corte 10 cm. Superfcies cncavas ou convexas nos taludes
de corte, ou nos de aterro, no so permitidas, nem so pagas
modificaes nos volumes previstos no projeto.
Para a marcao dos off-sets so necessrios:
Nota de servio, com indicao da cota vermelha H (altura de corte
ou aterro, no eixo); largura da plataforma; angulo de talude de
corte (aC) e angulo de talude de aterro(aa) .
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A inclinao transversal do terreno ( i ) determinada no local,
quando irregularidades do terreno no o impedem. (Nesse ltimo caso,
os off-sets so determinados por nivelamento geomtrico e por
tentativas). Veja tambm : " controle de ngulo de talude", pag.
27
Locao topogrfica para o corte em caixo:
Xe = (H + L) / (tg a - tg i) Xd = (H + L) / (tg a + tg i)
Para o controle topogrfico da execuo dos cortes, as cotas dos
off-sets so:
He = (Xe L) tg a e Hd = ( Xd L ) tg a
Locao topogrfica dos
aterros:
Xe = ( H + L tg a ) / ( tg a + tg i ) Xe = ( H + L tg a ) / ( tg
a - tg i )
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Limpeza da faixa de ocupao , desmatamento e destocamento
Fatores que influem nas operaes de limpeza:
1. Porte e tamanho das rvores:
Para efeito de desmatamento, a vegetao pode ser classificada
em:
campo: vegetao rasteira
capoeira: arbustos e pequenas rvores (tronco dimetro de 10 a 20
cm)
mata: muitas rvores, e grandes (dimetro do tronco > 20
cm)
2. Uso final da terra:
Estradas, barragens, reflorestamento, uso agrcola exigncias so
diferentes em cada tipo de obra.
3. Condies do solo:
Espessura da camada de terra vegetal, matria orgnica, umidade,
presena de mataces e blocos de rocha , influem na escolha dos
equipamentos a serem usados.
4. Topografia: grandes rampas, valetas, reas pantanosas e de
baixo suporte, formaes rochosas alteram a operao de alguns
equipamentos.
5. Especificaes da obra : tamanho da obra, prazo, disposio de
entulho, exigncias de conservao ambiental e dos solos
Equipamentos usados na limpeza:
a) TRATORES DE ESTEIRA (Bull-dozer)
Cortando, limpando, empurrando, acertando e alisando superfcies
para melhorar o trfego.
No desmatamento, utilizar tratores da maior potncia possvel.
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O entulho removido para fora da faixa de ocupao, e, em geral,
queimado, para reduzir o volume de material a ser transportado para
bota-foras.
Derrubada:
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Destocamento:
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IMPLEMENTOS PARA LIMPEZA
Ancinho
(brushrake)
Estimativa de tempo de derrubada de rvores:
Fonte da figura: Mtodos de desbravamento - Komatsu Brasil
Referencias bibliogrficas: Ricardo ,Hlio de Souza e Catalani ,
Guilherme - Manual Prtico de Escavao, Pini Editora Senso,
Wlastermiler de - Terraplenagem EP USP, 1975 Silveira, Araken
Terraplenagem Universudade de S. Carlos , 1971
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Captulo 5
UTILIZAO DOS EQUIPAMENTOS NA EXECUO DE TERRAPLANAGEM
BULL-DOZER (Trator de esteira com lmina):
o "bom-bril" da terraplanagem, com mil e uma utilidades. Sem
exagero,
podemos considerar a inveno do trator de esteiras (1904) como o
marco de incio da terraplanagem moderna. a mquina mais usada, e
praticamente obrigatria em qualquer trabalho de movimentao de
terra. Tracionando ou empurrando, o bull- dozer tem enorme utilizao
em obras de grande, mdio ou pequeno porte.
Posies bsicas da Lmina:
quanto inclinao horizontal:
posio reta
angle-dozer
quanto inclinao vertical:
plana (horizontal)
tilt-dozer
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Principais atividades do bull-dozer:
Preparo de cortes e aterros, praas de manobra para motoscrapers
no corte e no aterro, atenuar rampas para uso do equipamento de
pneus, espalhamento de terra em ponta de aterro, escarificao em
materiais de 1 categoria que sejam muito compactos, escarificao em
materiais de 2 categoria (com escarificadores reforados). Pusher
(mais indicados os tratores com servo-transmisso tipo
"power-shift").
Primeiro espalhamento nos aterros. Desmatamento. Empurrar e
puxar. Movimentar materiais em pequenas distncias.
Se a inclinao do terreno for muito forte, preciso comear cortes
com o "embocamento"
(geralmente lmina na posio plana e reta)
Operaes com a lmina em "angle-dozer":exemplo: corte em meia
encosta
em terreno pouco inclinado
em terreno muito inclinado
taludamento
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Execuo de valetas, com lmina em tilt-dozer, na falta de
retro-escavadeira
Unidades escavo-transportadoras:
SCRAPERS E MOTOSCRAPERS
Uso em distncias mdias e longas, com alta produtividade.
Principais elementos de um scraper ou motoscraper:
J vimos anteriormente que os cavalos ou tratores podem ser de
esteiras ou rodas, e os de rodas podem ter um ou dois eixos. Os
motoscrapers podem ter motores apenas no cavalo ou serem
"push-pull", com trao em todas as rodas.
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Principais elementos da caamba
Existem tambm equipamentos de pequeno porte, apelidados
"caixotes", com os mesmos princpios de trabalho, cuja descarga
executada por um grande giro da caamba, no existindo o ejetor. Um
exemplo destes so os scrapers Madal, com capacidade da caamba na
ordem de 3 a 4 m3. Em geral so agrupados (dois) e rebocados por um
trator agrcola, onde ficam os controles.
TRATOR AGRCOLA
Posies dos principais elementos de um motoscraper, nas seguintes
situaes:
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Transporte :
caamba elevada, ejetor recuado, avental abaixado
Carregamento:
(ejetor recuado, avental elevado, caamba abaixada)
Descarga:
ejetor em movimento para a frente, caamba elevada, avental
elevado
Carregamento com pusher : (do ingls pusher: que empurra)
Carregamento em push-pull :
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Carregamento em push-pull duplo (geralmente o peo o chama
push-pull triplo):
Tcnicas de carregamento:
. Usar pusher sempre que scrapers tenham mais de 10 m3.
Equipamento com potncia adequada, no auxlio do carregamento,
paga-se por si mesmo;
. evitar congestionamento no corte. rea ampla. prefervel excesso
de pusher que atrasos;
. escavar no sentido do transporte, rampas inclinadas nesse
sentido (descendo) ;
. comear corte sem o pusher, at patinar. (reduz at 40% do tempo
de carga);
. cortar em faixas alternadas;
. no usar velocidades elevadas no transporte: segurana;
. sempre que possvel, atacar dois aterros (e/ou cortes) ao mesmo
tempo, para evitar retornos e manobras; ver "combinao de ciclos"
mais adiante, em "transporte";
. aproveitar ociosidade do pusher, escarificando (principalmente
com material
argiloso) ou fazendo a manuteno do piso da rea de
carregamento;
. coroar (encher at o limite mximo) o motoscraper no significa
aumentar a produtividade, pelo tempo que gasta (principalmente se
outro motoscraper j estiver espera do pusher);
. espessura de corte: por experimentao, verificar com qual o
tempo de carregamento mais breve;
. em terrenos muito compactos, deixar o motoscraper no neutro, e
a fora para o pusher.
. s fazer o pusher em linha reta, jamais em curva;
. ao final da carga, elevar lentamente a caamba, para evitar
degraus;
. conferir o tempo timo de carregamento em toda mudana de condio
do trabalho.
Transporte:
o mais importante, pois os tempos gastos no transporte so os
maiores do ciclo.
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. As pistas devem ter largura suficiente (trs vezes a largura da
maior mquina) e serem bem conservadas (com motoniveladoras, e
tratores, quando necessrio) , sem irregularidades e bem drenadas
(fazer caimento de 1 a 2%). Seno, perde-se na velocidade, e o
choques e impactos reduzem a vida til das maquinas, pneus, etc.,
alm de aumentar o desgaste dos operadores, que passam a produzir
menos. As pistas devem tambm ter boa capacidade de suporte e
pequeno afundamento.
. Se a poeira comear a incomodar, "apag-la" com caminhes pipa;
alm de segurana, item de conservao do equipamento e evita perda de
produo; gua com cloreto de clcio tambm ajuda, por reter a umidade
natural;
. Evitar curvas fechadas e/ou de baixa visibilidade: provocam
reduo de velocidade e acidentes. No sendo possvel, alocar
sinalizadores.
. Treinar operadores para utilizarem marcha mais elevada
possvel, dentro da segurana (maior velocidade) , e acionar o
retardador nos longos declives.
. Respeitar acima de tudo a segurana. .Projetar com cuidado as
pistas e os ciclos, se possvel combinando ciclos individuais para
eliminar manobras e bales.
COMBINAO DE CICLOS:
Ciclos individuais : (Exemplo simples)
Ciclo combinado:
Um exemplo de como o "olho do engenheiro " engorda os lucros em
terraplanagem:
Ao notar que operadores paravam motoscrapers para satisfazer
necessidades urgentes, no mato, na construo de uma grande usina
hidreltrica, o engenheiro instalou posto de servio com caf, gua,
banheiro, e um operador de reserva, em local e altura apropriados.
Quando necessrio, o operador parava e era substitudo pelo reserva,
com desprezvel perda de tempo. O aumento de eficincia dos
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operadores e a reduo do tempo de ciclo gerou significativo lucro
para a empreiteira.
Descarga:
. No se admite qualquer atraso na descarga efetuada por
motoscrapers.
. Na execuo de um aterro, obrigatrio que as unidades de
espalhamento, alm espalhar o material na espessura de projeto,
mantenham a rea de descarga em condies exemplares de nivelamento e
drenagem. . A rea de manobras deve ser ampla para que no haja perda
de tempo para o incio do retorno. . Deve ser providenciado nmero
suficiente de praas de trabalho de forma que sempre haja onde
descarregar, e encarregados de aterro indicam por sinais aos
operadores, os locais onde deve ser feita a descarga. . Mesmo no
caso de "bota-fora", tratores devem manter todo o trajeto das
unidades de transporte em perfeitas condies.
ESCAVAO COM TRANSPORTE LONGAS DISTNCIAS:
- o assunto da prxima aula - Quando a distncia de transporte
grande, utilizam-se unidades escavocarregadeiras independentes das
unidades de transporte. As principais unidades escavocarregadeiras
so as escavadeiras com caamba shovel, escavadeiras com caamba de
arrasto (drag-line), escavadeiras com caamba de mandbula
(clam-shell), retroescavadeiras (shovel), carregadeiras de
esteiras, carregadeiras de pneus, carregadeiras contnuas com
esteira transportadora para o carregamento. As principais unidades
de transporte so os caminhes fora de estrada, caminhes basculantes,
vages rebocados por cavalos de caminhes "fora de estrada" . Como o
equipamento j foi estudado em "Construo de Estradas I", iremos
concentrar a ateno no planejamento do trabalho e solues que visem a
otimizao da produo. Referencias bibliogrficas: Ricardo ,Hlio de
Souza e Catalani , Guilherme - Manual Prtico de Escavao, Pini
Editora Senso, Wlastermiler de - Terraplenagem EP USP, 1975
Silveira, Araken Terraplenagem Universudade de S. Carlos , 1971 ??
- Princpios Bsicos de Terraplanagem Caterpillar Brasil ??
Mobilizao, o primeiro passo Revista Engenheiro Moderno, janeiro
1969- pp. 27-33
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Captulo 6
PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS DE ESCAVAO E CARGA:
ESCAVAO COM TRANSPORTE LONGAS DISTNCIAS:
Quando a distncia de transporte grande, utilizam-se unidades
escavocarregadeiras independentes das unidades de transporte. As
principais unidades escavocarregadeiras so as escavadeiras com
caamba shovel, escavadeiras com caamba de arrasto (drag-line),
escavadeiras com caamba de mandbula (clam-shell), retroescavadeiras
(shovel), carregadeiras de esteiras, carregadeiras de pneus,
carregadeiras contnuas com esteira transportadora para o
carregamento. As principais unidades de transporte so os vages
rebocados por cavalos de caminhes "fora de estrada", caminhes fora
de estrada, caminhes basculantes.
Lembre-se que o primeiro dimensionamento para os equipamentos
usados em uma terraplanagem feito para o TRANSPORTE. Apenas depois
de definida a frota de transporte, e em funo dela, definem-se os
tipos e quantidades dos equipamentos de carga, espalhamento,
etc.
Mas toda regra tem exceo. Alguns materiais a serem
transportados, ou as condies de carga podem exigir equipamentos
especficos de carga, que excluem o uso de alguns equipamentos de
transporte.
Por exemplo, um terreno mole alagado poderia exigir carga com
escavadeiras de arrasto, que poderia sugerir transporte por
caminhes, ainda que a distncia de transporte indicasse uso de
scrapers.
Drenar o terreno antes do corte e usar scrapers ou usar dragas e
caminhes ?
dimenso da obra, a topografia ou o perfil geolgico do terreno
permite a adoo sucessiva das duas opes ?
Ou devo procurar outra alternativa ?
Embora rocha dinamitada possa ser transportada por scrapers
(carregados por shovel ou carregadeiras), o desgaste pode ser
excessivo, e haver problemas na descarga.
A administrao desse tipo de conflitos, uma das funes do
engenheiro, que dever estar atento para os aspectos tcnicos e
econmicos (sem falar nos parmetros ambientais, sociais e at mesmo
polticos, conforme o impacto marginal da obra).
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Como o equipamento j foi estudado em "Construo de Estradas I",
iremos fazer uma recordao superficial, mas concentrar a ateno no
planejamento do trabalho e solues que visem a otimizao da
produo
ESCAVAO E CARGA:
1. Escavadeiras com caamba "shovel":
Utilizadas para corte acima do nvel da mquina. Se o terreno tem
baixa capacidade de suporte, apoi-la sobre estivas (plataformas de
madeira). Trabalham qualquer tipo de material, exceto rocha ,
aceitando at rocha fragmentada, mas tem grande produo com material
de primeira categoria. A caamba deve ser cheia com um movimento
nico, sem aprofundar demais.
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Quando a altura de corte ultrapassa o alcance do shovel,
trabalha-se em terraos, com alturas de ataque de no mnimo, 1,50 m
por degrau. Os terraos devem ser abertos de cima para baixo, com
distncias entre frentes de ataque de, no mnimo, 100 m. Ao se
atingir o greide, na plataforma mais inferior, deve-se forar o
trajeto das
unidades de transporte por ele, contribuindo para a compactao do
subleito. As equipes em terraos diferentes devem ser independentes,
com as unidades de transporte nunca servindo a mais de uma
carregadeira.
As mais rpidas tem comando hidrulico, concorrendo com as
carregadeiras de esteira e pneus. Devem ser dimensionadas de modo a
atender, no limite mnimo, a duas unidades de transporte, de forma
que quando uma acabe de ser carregada, outra tenha acabado de se
posicionar.
Nunca deve escavar enquanto gira. Deve-se procurar trabalhar em
cortes largos, de preferncia com duas sadas para os
basculantes.
Bulldozers podem auxiliar , principalmente no caso de cortes
altas ("fazendo terra").
Nenhuma escavadeira deve se movimentar durante a carga.
2. Escavadeiras de arrasto , ou dragas (drag-line):
Usada em terrenos abaixo do nvel da mquina, principalmente de
pouca consistncia. Podem levantar a carga enquanto giram.
Usos :
Remoo de solos moles, que impeam o trfego at de tratores de
esteiras. comum a necessidade de estivas. Para a chegada das
unidades de transporte pode ser necessrio construir estradas de
servio com solos de melhor qualidade, com espessuras a partir de
1,00 m.;
Abertura de grandes valas sem escoramento;
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Abertura de canais de drenagem, corta-rios, limpeza de cursos
dgua, etc. No ltimo caso, usar caambas com aberturas que permitam o
escoamento da gua. (carga da caamba pode perder 70%, i.. pegar
apenas 30% do volume). Esteiras em posio perpendicular ao movimento
de arrasto, contrapesos na traseira da mquina, para prevenir
desequilbrio.
3. Escavadeiras de mandbulas (clam-shell)
Mesma utilizao das dragas, alcance mais reduzido, profundidades
maiores. Podem levantar a carga enquanto giram.
4. Retroescavadeiras :
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Como as dragas e as escavadeiras de mandbula, so usadas para
escavao abaixo do nvel da mquina. No tem o alcance da draga nem
escavam na vertical , como as clam-shell, mas so eficientes na
abertura de valas de largura reduzida (que devem ser posteriormente
escoradas). Usadas na abertura de canais, remoo de solos ruins,
etc.
Carga mais eficiente se em nvel superior ao do equipamento de
transporte. As de acionamento hidrulico permitem mais preciso de
trabalho.
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(foto capturada no site de geotecnia da UFSC)
5. Carregadeiras (de esteira ou de pneus):
Muito versteis, usadas principalmente quando as distncias de
transporte forem longas. Caambas de grande capacidade, altura tima
de corte no afeta tanto quando no caso das escavadeiras shovel.
Vantagem de poder deslocar-se at as unidades de transporte. Isto
reduz tempo de espera e posicionamento, aumentando a produo.As de
pneus s podem ser usadas em terreno firme, e na carga de materiais
de fcil desagregao.
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Carregamentos no convencionais:
6. Escavadeiras Rotativas:
(Usina Hidreltrica de Marimbondo-1972)
Usadas na escavao de materiais de primeira categoria, quando h
necessidade de altssimos ndices de produo, com volumes da ordem de
milhes de m3.
Escavam bancadas com nvel e largura constantes, com caambas
fixas em uma roda giratria que descarrega o material escavado em
uma esteira elevatria que faz a carga contnua nas unidades de
transporte. A possibilidade de alterar a umidade do material
enquanto na esteira , e a de alternar os pontos de sada da esteira
"by-pass" - (que reduz quase zero o tempo entre o fim da carga de
uma unidade de transporte e o inicio da carga de outra) , tornam a
velocidade de carregamento praticamente insupervel.
Exigem terrenos com topografia favorvel, possibilidade de cortes
longitudinais longos, conservao perfeita das bancadas e da rea de
corte, e geralmente sua alta produo pede equipamentos de transporte
de grande capacidade.
Devido ao alto preo, exigem que a obra tenha prazos de execuo
superiores a 10000 h, ou cinco anos, para completa amortizao da
compra.
Alto desgaste nas caambas exigem 8h de manuteno para 30 h de
trabalho, o que obriga a se ter pelo menos trs, duas trabalhando e
uma em manuteno preventiva.
7. Trator e bica, ou carregadeira e bica:
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um modo de carregamento de emergncia, no convencional, mas que j
foi muito utilizado. construda uma plataforma (geralmente de
madeira), com alapo , em plena caixa de emprstimo.
Os basculantes colocam-se sob o alapo, e a carga feita
geralmente por um bulldozer. (o dozer no anda sobre a armao de
madeira).
8. Equipamentos escavo-elevadores:
Variante dos escavotransportadores(scrapers) com esteira
elevatria, mas com produo contnua e conseqente produo maior que a
dos scrapers.
Tambm podem ser encarados - do ponto de vista operacional - como
um equipamento de carga da famlia das escavadeiras rotativas.
Pode ser rebocado por trator de esteiras (de cuja potncia
depende a produo) ou ter autopropulso.
Uso limitado por exigir sempre topografia favorvel, com terrenos
planos ou pouco inclinados, como as escavadeiras rotativas.
Referencias bibliogrficas: Pacheco, Luiz Cezar Duarte, Apostila
de Construo de Estradas - cd-rom Ricardo ,Hlio de Souza e Catalani
, Guilherme - Manual Prtico de Escavao, Pini Editora Senso,
Wlastermiler de - Terraplenagem EP USP, 1975 Silveira, Araken
Terraplenagem Universudade de S. Carlos , 1971
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ESCARIFICAO :
Escarificador (ripper)
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ESQUEMA DO DENTE DO ESCARIFICADOR
A escarificao recordada aqui, por ser uma operao de preparo de
carga.
Os escarificadores j foram estudados anteriormente. So acoplados
na traseira de tratores e (menores) frente da lamina de
motoniveladoras.
Dentes de muitos tipos e tamanhos, curtas para material duro,
longas para material solto mas abrasivo.
Usados na escavao de materiais de segunda categoria, em rochas
brandas, abrandando materiais de primeira categoria, etc.
So mais eficientes nos materiais muito consistentes que nos
materiais brandos.
Os de comando hidrulico so mais precisos porm sofrem maior
desgaste.
Tcnicas de operao:
escarificar sempre em primeira marcha, e baixa velocidade ;
se possvel, morro abaixo;
se o material apresentar camadas inclinadas, na direo da
inclinao;
quando usado na carga por scraper, na direo de carga;
escarificar em profundidade uniforme;
colocar os porta dentes simtricos em relao ao centro da barra de
ripper.
OUTROS EQUIPAMENTOS:
Valetadeiras, mquinas para fazer meio-fio, guindastes mveis,
grandes equipamentos para perfurao de tneis, carretas para
transporte de mquinas, tratores, nibus, veculos leves para
transporte de pessoas, avies de carga , carroas de trao animal ,
carrinhos de mo, ferramentas manuais, no sero aqui estudadas, por
economia de espao.
Nem elefantes ou carneiros, ainda que estes ltimos tenham tido,
no passado, grande aplicao em compactao.
Referencias bibliogrficas:
Ricardo ,Hlio de Souza e Catalani , Guilherme - Manual Prtico de
Escavao, Pini Editora Senso, Wlastermiler de - Terraplenagem EP
USP, 1975 Silveira, Araken Terraplenagem Universudade de S. Carlos
, 1971
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Captulo 7
EXECUO DE ATERROS
O trabalho comea com o desmatamento, quando necessrio, e a
marcao dos off-sets de aterro, como j visto. As estacas so
colocadas 5 m das cruzetas de marcao, que indicam alturas da
plataforma em relao ao p do aterro.
No caso de aterros de grande altura, as cruzetas devem ser
escalonadas, at atingir a cota do greide da plataforma. O eixo
remarcado pela equipe de topografia varias vezes, e o controle das
rampas pode ser feito por gabaritos de madeira, como no caso de
corte. bom conferir sempre, com a equipe de topografia, pois a
correo de erros na inclinao dos taludes sempre onerosa.
Conferindo o ngulo do talude de aterro e acertando o talude com
uma motoniveladora . Onde a motoniveladora no alcana, o acerto
feito manualmente.
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ESTABILIDADE DOS ATERROS CONSOLIDAO DAS FUNDAES
Fundao e compactao: Ainda que a compactao de um aterro seja
excelente, se o mesmo for construdo sobre um subleito fraco, poder
apresentar recalques excessivos ou rupturas.
Principais tipos de ocorrncias indesejveis:
a) Recalque por adensamento:
Resultante das presses devidas ao peso prprio e das cargas mveis
trafegando sobre o aterro, o adensamento conseqncia do escoamento
de gua, expulsa dos vazios do solo, quando estes diminuem. SEMPRE
EXISTIR ADENSAMENTO E RECALQUE, mas este dever ser previsto e
mantido sob controle.
b) Ruptura por afundamento :
Quando uma camada subjacente ao aterro for de capacidade de
suporte muito baixa e de grande espessura, pode afundar por igual,
expulsando lateralmente o material ruim, e formando bulbos.
c) Ruptura por escorregamento:
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Quando uma camada mole, de baixa resistncia ao cisalhamento,
sobre outra mais dura, tem seu teor de umidade aumentado e tornando
ainda mais baixa tal resistncia. Da Mecnica dos Solos, sabe-se que
no limite de liquidez, por exemplo, ela baixssima, da ordem de 25
g/cm2. Quando esse tipo de acidente acontece, a forma do
escorregamento quase sempre lenticular (tem forma semelhante de uma
lente).
SOLUES:
Quando o sub-leito fraco, como por exemplo um brejo, podemos
tentar estabiliza-lo ou remov-lo, com substituio do solo por outro
mais adequado. Sempre adotamos a soluo mais econmica.
REMOO DO SOLO RUIM E SUBSTITUIO POR MELHOR:
Geralmente a remoo feita por dragas, com imediata substituio por
material arenoso. Uma boa tcnica a operao por faixas alternadas,
com esgotamento da gua que se acumula no fundo atravs de bombas de
suco ou se a topografia permitir, por valas de escoamento. Aps o
esgotamento da gua, o lodo remanescente tem de ser retirado, e
imediatamente aterrado com material arenoso (para permitir fluxo de
gua, e evitar capilaridade). Nas primeiras camadas no se toma muito
cuidado com o grau de compactao, no caso de brejos, pois a
velocidade imprescindvel. O material ruim disposto em "bota-fora".
No caso de "minas dgua" de grande vazo, podem ser colocadas
manilhas verticais com constante bombeamento enquanto se procede ao
aterro provisrio. Aps ser atingida uma altura suficiente, fechada e
compactada rapidamente (em caso de barragens, pode at ser colocado
um tampo em concreto).
DESLOCAMENTO DO MATERIAL INSTVEL:
Um procedimento utiliza o prprio peso do aterro para deslocar o
material original, quando este muito mole. O aterro feito aos
poucos, em setores, e o material mole vai sendo expulso medida que
a altura do aterro cresce. Ser vivel se a camada ruim no for muito
alta, e houver um horizonte de material firme subjacente, mas no
possvel um bom controle da homogeneidade das camadas(bolses de
material mole podem prejudicar a estabilidade). Entretanto o mais
usado em obras provisrias, como na construo de ensecadeiras que
devam durar um tempo fixo, apenas enquanto as obras principais de
uma barragem so executadas. A execuo em "ponta de aterro",
esquematizada em seguida, uma das opes desta tcnica.
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EMPREGO DE EXPLOSIVOS:
Quando a camada mole (vista no caso anterior ) resiste ao
deslocamento pelo peso prprio do aterro, e for profunda, pode ser
cogitado o uso de explosivos. Ao incio, executa-se uma srie de
exploses superficiais visando segregao entre fases slida e lquida,
e remoo do entrelaado de razes. Depois se aterra com espessura
maior que a de projeto, e executa-se a primeira linha de furos
(principal) para a colocao das cargas, espaada de 3 m., e em
profundidade capaz de atingir a metade da camada mole. Tambm com
espaamento de 3 m. em relao primeira linha, executar a segunda
linha de furos, e quantas mais forem necessrias em funo da largura
da plataforma. O fogo dado na primeira linha, em seguida na
segunda, etc. Dentre os explosivos, um dos mais usados a gelatina,
resistente gua, no consumo de 150 a 200 g por m3 de material a ser
deslocado.
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DRENOS VERTICAIS DE AREIA, COM COLCHO DE AREIA, para acelerar o
adensamento :
Como o adensamento um fenmeno lento, pode ser acelerado para
encaixar-se ao tempo da construo, fazendo-se furos (sonda rotativa
ou cravao de tubos drenantes), com o contedo lavado por jatos dgua
e preenchido com areia. Uma camada de areia (colcho) lanada sobre o
topo dos drenos, para que a gua drenada possa sair, quando
pressionada pelo aterro em execuo. O dimensionamento dos drenos
funo dos coeficientes de percolao da gua, estudados em Mecnica dos
Solos. Os dimetros variam de 20 a 60 cm, com espaamento da ordem de
dez vezes o valor do dimetro (2 a 6 m).
OUTROS PROCESSOS:
Remoo (e/ou aterramento) de solos lodosos com dragas de suco.
Usada com solos extremamente moles, geralmente de origem recente.
No caso de aterro,
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chamado ATERRO HIDRULICO. Muito usado no litoral, tem como
exemplos mais conhecidos os desaterros de argila marinha na baixada
santista e no morro do Castelo(Rio de Janeiro).
Emprego de BERMAS DE EQUILBRIO:
Bermas evitam a formao de bulbos e o deslocamento do material
instvel.
EMPREGO DE SOBRECARGAS: fazer o aterro com cota excessiva, para
que o peso acelere o recalque com a expulso do material sem
capacidade de suporte. Evitar ruptura do solo instvel e afundamento
do solo de aterro. Depois de tempo suficiente, quando no se
observam mais recalques, remover o excesso, que pode ser
reutilizado.
EXECUO E COMPACTAO DE ATERROS
Maior preocupao: obter as massas especficas indicadas pelas
Especificaes da Obra.
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REGRAS BSICAS NO SERVIO:
a. Iniciar o aterro nas cotas mais baixas, em camadas
horizontais; b. prever caimento lateral, para rpido escoamento de
gua de chuva; c. escalonar ou zonear praas de trabalho, onde as trs
etapas do trabalho de aterro
no se atrapalhem : enquanto em uma praa feito o descarregamento
de material, em outra est sendo espalhado na espessura prevista
para compactao, outra est
sendo compactada.
No significa que haja apenas trs praas: outras podem estar j com
seu grau de compactao aprovado pela fiscalizao, sendo gradeadas
para execuo da prxima camada, ou terem repeties, como alternativa
para algum acmulo momentneo de equipamentos ou de servios. O
aleatrio, em uma obra, completamente previsvel: uma mquina que
quebra, chuva imprevista, devem conduzir aes alternativas para as
quais
os encarregados estejam previamente treinados;
d. a situao mais sensvel um chuva quando o material est
espalhado e pulverizado,
antes da compactao, pois uma pancada de chuva poderia
transform-lo num mar de lama. Na possibilidade desta ocorrncia, a
camada dever ser "SELADA", isto , ser rapidamente compactada com
rolos lisos ou equipamento de pneus para que seu topo seja adensado
e tornado impermevel. Uma vez que a camada j possui um caimento, a
gua de chuva escorre sem penetrar na camada, e a secagem posterior
rpida, por escarificao e gradeamento. Se no, a camada encharcada
dever ser totalmente removido para bota-fora
antes do prosseguimento dos servios.
e. durante a execuo do aterro, as beiradas devem ser mantidas
mais altas, o que aumenta a segurana. Isto parece contradizer o
exposto nos itens (b) e (d), mas tais beiradas podem ser
rapidamente removidas com tratores e motoniveladoras. Essas
beiradas sempre devem ser removidas ao final da jornada de
trabalho;
f. os trajetos dos equipamentos de transporte sobre o aterro
devem permitir uma descarga segura e boa compactao, com o mnimo de
resistncia ao rolamento, que poderia provocar a paralisao de uma
unidade transportadora. Assim, esses trajetos devem ser
continuamente reajustados de modo a nunca passarem por uma praa de
compactao ou espalhamento, por exemplo.
g. os taludes dos aterros, principalmente os de grande altura,
geralmente ficam mal compactados, pois os rolos compactadores no
atuam bem nas beiradas, ou estas recebem menos passadas. Fica ento
uma faixa lateral mal compactada de 30 a 50 cm, que poderia
produzir uma superfcie de escorregamento, com conseqente ruptura.
Embora seja um servio difcil, preciso compactar a superfcie da saia
de aterro, aps o acerto final. Isto pode ser conseguido com
pequenos rolos compactadores tracionados por guincho acoplado
tratores.
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h. Nunca executar uma compactao em umidade diferente da tima. O
empreiteiro que o faz, perde por consumir combustvel em excesso,
alm de arriscar-se a ter a camada recusada, e ser obrigado a:
arrancar, corrigir a umidade, homogeneizar, espalhar e compactar
novamente , sem ser pago por isso.
As raras excees a esta regra sero mencionadas adiante (no
assunto "compactao" apenas com o objetivo de chamar a ateno do
futuro engenheiro para a necessidade de manter sua mente aberta, e
estar sempre pronto ousar experimentar, atualizar-se sempre em sua
profisso e criar novas tcnicas. Principalmente, a funo do
engenheiro engenhar solues para problemas, criar tcnicas e rotinas,
executar e construir e melhorar o mundo e as condies de vida.
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Captulo 8
PREPARO PARA A COMPACTAO:
ESPALHAMENTO, HOMOGENEIZAO E SECAGEM, UMEDECIMENTO
ESPALHAMENTO:
Geralmente feito um primeiro espalhamento com tratores de lmina,
completado com motoniveladoras, ou apenas com motoniveladoras
APLAINAMENTO
Motoniveladoras: ( plaina ou "patrol" )
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implementos alternativos
As motoniveladoras so as mquinas mais versteis na terraplanagem.
Para acabamento, trabalham por raspagem, fazendo pequenos cortes e
espalhamento, conformando as cotas finas, acerto de taludes,
manuteno de estradas de terra , pequenas valetas, escarificao e
trabalho final de limpeza da faixa.
Algumas, como as "Ray-go Giant" , podem ser extremamente grandes
e com motores de alta potncia, para grandes espalhamentos de
material. Nesse caso, fazem um trabalho que se assemelha mais ao
dos grandes tratores de lmina do que ao de suas irms menores(que
continuam a ser necessrias, para o acabamento mais fino do
espalhamento). Na foto abaixo, note um "fusca" entre a lmina e o
eixo dianteiro, para se ter uma noo das dimenses desta mquina.
Controle do ngulo de talude:
Aplicar o esquadro a cada 3 m de execuo de talude, com muito
cuidado, pois correes so extremamente caras se ultrapassada a
altura em que se possa utilizar motoniveladora. Depois feita nova
conferencia com a equipe de topografia. Quando no h condies para
uso de motoniveladora, o acerto do talude manual.
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No exemplo, o ngulo 3:2 , muito comum em corte ( sem escala)
.
GRADEAMENTO:
(arado)
( grade )
As grades so rebocadas, em geral, por tratores agrcolas, e so
usadas em mistura de solos, secagem do solo antes da compactao,
homogeneizao de camadas, etc. Eventualmente arados de disco
agrcolas executam a mesma funo.
Tratores agrcolas
As grades tambm so usadas na construo de barragens, aps a
compactao de uma camada, e antes do espalhamento do material para a
seguinte, para arranhar a superfcie da camada compactada e garantir
uma perfeita aderncia com a camada superior.
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CARROS TANQUE:
Usados no transporte de gua, em terraplanagem so munidos de um
registro e uma barra de asperso, que permite a regulagem da vazo.
Esta, conjugada velocidade do veculo, permite que , com razovel
preciso, seja espalhada no solo a quantidade de gua necessria para
coloc-lo na umidade desejada. O teor de umidade final geralmente
controlado com o "Speedy Moisture Test", e conferido aps a
compactao em combinao com ensaios de determinao da massa especfica
aparente .
Usos: umidificao ou umedecimento de aterros antes de compactao,
controle de poeira no ambiente de trabalho, transporte de gua.
Cuidados: no permitir velocidade excessiva quando o tanque
estiver pouco cheio.
Referencias bibliogrficas: Ricardo ,Hlio de Souza e Catalani ,
Guilherme - Manual Prtico de Escavao, Pini Editora Senso,
Wlastermiler de - Terraplenagem USP., 1975 Silveira, Araken
Terraplenagem Universidade de S. Carlos , 1971
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Captulo 9
COMPACTAO
Compactao o processo pelo qual se obtm mecanicamente o aumento
de resistncia do solo. Os solos so geralmente divididos em trs
grupos: granulares, coesivos e orgnicos.
Para fins de compactao, consideraremos separadamente os
granulares e os coesivos. Em qualquer deles, apenas no teor de
umidade timo se atinge o mximo peso especfico seco, que corresponde
maior resistncia do solo.
So raras as excees, principalmente com argilas muito plsticas,
que adensadas com rolos mdios ou leves, um pouco acima da umidade
tima, atingem resultados comparveis aos obtidos com rolos pesados
na umidade tima.
Nesses casos, apenas testes em pistas experimentais permitem
argumentao. Tambm nos solos muito arenosos o efeito de variaes no
teor de umidade real na compactao menos sensvel, e pequenas variaes
no chegam a causar densidade real abaixo das especificaes de
projeto.
Para o adensamento de areias e materiais granulares, prefervel o
efeito dinmico da vibrao. At presses de 0,5 a 1 kg/cm2 (na
profundidade mais desfavorvel), aplicadas com placas vibratrias, so
suficientes, trabalhando em camadas de at 50 cm.
Nos solos argilosos, a compactao obtida principalmente pelo
efeito da compresso e cisalhamento, com a vibrao exercendo pouco
efeito sobre o aumento de densidade, tanto menor quanto maior for a
coeso do material. Vale dizer que quanto maior a coeso do solo,
maior dever ser a presso aplicada pelo rolo . Estas variam,
geralmente, de 3 a 5 kg/cm2 na profundidade mais desfavorvel da
camada.
O equipamento ideal de compactao o rolo p-de-carneiro, de
elevado peso prprio, que produz efeito de amassamento aliado grande
presso esttica. Nestes solos, uma compactao feita fora da umidade
tima desastrosa.
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Rolo p-de-carneiro
Nos solos misturados, ou misturas de solos, mais difcil prever
com segurana qual o equipamento de compactao que dar os melhores
resultados.
Os rolos combinados, como ps-de-carneiro vibratrios,
autopropelidos e de grande peso atingem ampla faixa de solos, como
os argilo-siltosos, siltosos, silto-arenosos, etc., o mesmo
acontecendo com os rolos de pneus pesados, e com grande presso nos
pneus, ou os rolos mais leves com pneus oscilantes (estes ltimos so
melhores quando predomina a areia nas misturas).
Rolo pneumtico (oscilante)
Por essa razo se executam PISTAS EXPERIMENTAIS para testar o
equipamento ideal para cada solo, e obter os outros parmetros que
influem no processo, como ESPESSURA DA CAMADA SOLTA, NMERO DE
PASSADAS, VELOCIDADE DO EQUIPAMENTO, UMIDADE, PESO DO LASTRO, etc.
O grfico e a tabela que se seguem so apenas indicaes, uma orientao
geral para os tipos de compactadores mais frequentemente usados
conforme os tipos de solo.
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Escolha do rolo compactador
TIPO DE ROLO PESO MXIMO (toneladas)
ESPESSURA MXIMA APS COMPACTAO
UNIFORMIDADE DA CAMADA TIPO DE SOLO
P de carneiro esttico 20 40 cm Boa Argilas e siltes
P de carneiro vibratrio 30 40 cm Boa Misturas de areia com silte
e argila
Pneumtico leve 15 15 cm Boa Misturas de areia com silte e
argila
Pneumtico pesado 35 35 cm Muito boa Praticamente todos
Vibratrio com rodas metlicas lisas 30 50 cm Muito boa
Areias, cascalhos, material granular
Liso metlico esttico, 3 rodas 20 10 cm Regular
Materiais granulares, brita
Rolo de grade ou malha 20 20 cm Boa Materiais granulares ou em
blocos
Combinados 20 20 cm Boa Praticamente todos
Compactador de grade
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compactadores manuais vibratrios
FATORES QUE INFLUEM NA COMPACTAO
ENERGIA DE COMPACTAO: E = f ( P. N / ( v . e ))
Para obter maiores graus de adensamento, deve-se PELA ORDEM,
tentar:
a. aumentar o peso (P) do rolo; b. aumentar o nmero (N) de
passadas ; c. diminuir a velocidade (v) do equipamento de compactao
; d. reduzir a espessura (e) da camada .
NUMERO DE PASSADAS:
O grau de compactao aumenta substancialmente nas primeiras
passadas, e as seguintes no contribuem significativamente para essa
elevao. Alm disso, resultados experimentais indicam que um nmero
excessivo de passadas produz super compactao superficial,
principalmente em se tratando de rolo vibratrio. Isto : insistir em
aumentar o nmero de passadas pode produzir perda no grau de
compactao, por destruio de uma estrutura que acabou de ser formada,
alm de perda de produo e desgaste excessivo do equipamento,
principalmente por impacto em superfcie j endurecida. Geralmente
prefervel aumentar o peso e/ou diminuir a velocidade, e adotar
nmero de passadas entre 6 e 12 .
ESPESSURA DA CAMADA:
Razes econmicas fazem preferir que a espessura seja a maior
possvel. Mas caractersticas do material, tipo de equipamento e
finalidade do aterro so fatores que devem predominar. Equipamentos
diversos exigem espessuras de camada diferentes. A tabela "Escolha
do rolo compactador", vista anteriormente, uma orientao inicial,
devendo a escolha levar em considerao os demais fatores. Geralmente
se adotam espessuras menores que as mximos, para garantir compactao
uniforme em toda a altura da camada. Em obras rodovirias, fixa-se
em 30 cm a espessura mxima compactada de uma camada, aps compactao,
aconselhando-se como normal 20 cm, para garantir a homogeneidade.
Para
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materiais granulares, recomenda-se no mximo 20 cm compactados.
Resultados obtidos com aterros experimentais podem modificar tais
especificaes.
HOMOGENEIZAO DA CAMADA:
Feita com motoniveladoras, grades e arados especiais, a camada
solta deve estar bem pulverizada, sem torres muito secos, blocos ou
fragmentos de rocha, antes da compactao, principalmente se for
necessrio aumentar o teor de umidade.
VELOCIDADE DE ROLAGEM:
A movimentao dos p-de-carneiro em baixa velocidade acarreta
maior esforo de compactao, mas a medida que a parte inferior da
camada se adensa, a velocidade aumenta naturalmente. A velocidade
de um rolo compactador funo da potncia do trator, j que so
necessrios cerca de 250 kg de fora tratora por tonelada de peso
para vencer a resistncia rolagem, no caso de material solto. Ao
incio, usar 1 marcha, mas a medida que o solo se adensa, passamos
segunda marcha. Rolos pneumticos admitem velocidades da ordem de 10
a 15 km/h, rolos p-de-carneiro 5 a 10 km/h e vibratrios de 3 a 4
km/h. Aos primeiros so recomendadas essas velocidades maiores,
porque as aes dinmicas oriundas do seu grande peso acusam os pontos
fracos de compactao, principalmente quando esta feita em umidade
superior tima (aparecem borrachudos). A baixa velocidade
recomendada para o equipamento vibratrio permite a compactao com
menor nmero de passadas, pelo efeito mais intenso das vibraes.
INFLUNCIA DA AMPLITUDE E FREQUNCIA DAS VIBRAES (ROLOS
VIBRATRIOS)
A freqncia recomendada de 1500 a 3000 vibraes por minuto, mas
alterao entre esses valores altera pouco o efeito da compactao. J a
amplitude aumentada causa sensvel aumento no grau de compactao,
para todas as freqncias pois acrescenta ao peso do rolo vibratrio o
efeito de impacto.
INFLUNCIA DA FORMA DAS PATAS (VARIAES DO P-DE-CARNEIRO)
A observao sobre o efeito da amplitude, no caso anterior, levou
ao desenvolvimento de novos desenhos de patas para produzir
impacto(tamping), em compactadores autopropelidos com velocidades
maiores. A experimentao permite definir a velocidade que produza
melhor compactao para o conjunto formado pelo solo e pelo rolo
propulsor.
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FLORESTAIS, GRUAS, EMPILHADEIRA
RUA BOM FUTURO, 35 CENTRO IMPERATRIZ MA TEL (99) 35246282
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Para alguns solos e usos, podem ser obtidas caractersticas
indesejveis, principalmente com respeito homogeneizao da camada.
Outros desenhos de patas tambm alteram a produo do rolo
compactador.
PRODUO DE UM ROLO COMPACTADOR:
O rendimento de um rolo pode ser avaliado por
R ( m3 / h ) =10. L.E.V.N
onde
L = largura do rolo compressor em metros;
E = espessura da camada em cm;
V = velocidade do rolo em km/h
N = nmero de passadas do rolo
Sujeito, claro, ao fator de eficincia.
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Captulo 10
ESPECIFICAES PARA COMPACTAO:
O projeto, normalmente, fixa apenas o peso especfico a ser
atingido com o solo utilizado, sendo definido partir dele o Grau de
Compactao (G) e a tolerncia em torno de G. Cabe fiscalizao e ao
executor a determinao dos parmetros que permitam atingi-lo com uma
compactao bem feita, e de forma econmica.
O Grau de compactao definido por G% =(campo) / (mximo)
Onde (campo) a massa especfica seca obtida "in situ", e (mximo)
a massa especfica seca mxima obtida em laboratrio, no ensaio de
Proctor, para a energia especificada.
As especificaes gerais do DNER exigem que G% atinja 95% at 60 cm
abaixo do greide, e 100 % nos ltimos 60 cm de aterro, com compactao
feita na umidade
tima, com uma variao admissvel de 3 % , e espessura das camadas
aps o adensamento entre 20 e 30 cm. Quanto qualidade dos materiais,
que devero ser evitados solos com CBR < 2, e com expanso maior
que 4%, porem estudos recentes, voltados para as caractersticas
especiais dos solos tropicais, podem vir a modificar a exigncia
sobre o valor do CBR. Algumas especificaes relacionam o grau de
compactao ao Proctor normal (AASHO T-99-57), e ao Proctor
modificado ( AASHO T-180-57) . Quando nas estradas se prev trfego
pesado com altas cargas por eixo, e frequncia elevada de
solicitaes, procura-se aumentar o grau de compactao. Nos solos
argilosos, quando desejadas densidades elevadas, deve-se prescrever
o Proctor modificado, e execuo com equipamentos pesados que aliem
presso esttica com amassamento (p. exemplo, pneumticos oscilantes
pesados).
Graus de compactao recomendados:
Finalidade Recomendao
Aterro rodovirio 90-95% do Proctor modificado(topo do aterro,60
cm)
95-100 % do Proctor normal
Barragens de terra 95-100 % do Proctor modificado
Aterros sob fundao de prdios 90-95% do Proctor modificado(topo
do aterro)
95-100 % do Proctor normal
Camadas de base de pavimentos 95-100 % do Proctor modificado
A rolagem deve ser feita longitudinalmente, dos bordos para o
eixo, e com superposio de no mnimo 20 cm entre duas rolagens
consecutivas.
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MTODOS DE CONTROLE DE COMPACTAO:
a. Determinao da umidade
O processo mais usado na construo de estradas o do "Speedy
Moisture Test", estudado em Mecnica dos Solos. Principalmente no
trabalho com solos finos, necessita calibrao por comparao com o
mtodo da estufa. H que tomar cuidado com os erros de zeragem,
temperaturas muito diferentes de 20C, etc.
b. Determinao do Grau de Compactao (G)
Depende da determinao da massa especfica aparente "in situ". O
mtodo eleito funo do tipo de solo compactado, como j estudado em
Mecnica dos Solos. Os mais utilizados so o do leo grosso, do frasco
de areia, do cilindro de cravao. O primeiro, no caso de solos
coesivos com pedregulho, o segundo em qualquer caso, o terceiro
quando os solos apresentam coeso e no tem pedregulhos.
O grau de compactao de campo definido por G% =s(campo) /
s(maximo)
onde s = Ps / V e Ps = 100.P / (100 + h) e h a umidade mdia do
solo.
CRITRIOS ESTATSTICOS NO CONTROLE DE COMPACTAO DE ATERROS
(CONTROLE DE QUALIDADE)
O DNER adota como mnimo a amostragem em intervalos de 100 m,
alternando a coleta entre o eixo e bordos direito e esquerdo,
podendo diminuir em funo da importncia da obra. O caso ideal em que
todo um trecho de construo de estrada tem os graus de compactao
uniformemente satisfatrio no sempre atingido, mesmo que a maior
parte atenda ao exigido. Um critrio para aprovao poderia ser o da
mdia, que dever alcanar o G% especificado, desde que
individualmente os ensaios atinjam o mnimo admissvel. Esse mnimo
determinado com base na Estatstica, considerando a distribuio de G%
como Normal:
determinar a mdia aritmtica
bem como o desvio padro, dado por
, (n
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permitindo assim calcular a probabilidade de ocorrncia de
valores abaixo de -Z.
e acima de + Z. .
Esses resultados podem ser encontrados nas tabelas de distribuio
normal padronizada, disponveis nos dive