Terraplanagem estradas, Projetos de Engenharia Civil. Universidade Paulista (UniP)
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INSTITUTO TECNOLÓGICO SIMEPAR

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

SETOR DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES

INTRODUÇÃO À TERRAPLENAGEM

CURSO: ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: TT-401 - INFRAESTRUTURA VIÁRIA

PROFESSORES: Djalma Martins Pereira

Eduardo Ratton

Gilza Fernandes Blasi

Márcia de Andrade Pereira

Wilson Küster Filho

CO - AUTOR: Engº Roberto Costa

2015

DTT/UFPR Introdução à Terraplenagem

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Sumário

1APRESENTAÇÃO ..................................................................................................................... 4

2CONCEITOS GERAIS .............................................................................................................. 42.1INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 42.2DEFINIÇÃO DA GEOMETRIA DA RODOVIA ................................................................... 5

2.2.1Planta .............................................................................................................................................................. 52.2.2Perfil Longitudinal .......................................................................................................................................... 52.2.3Seções Transversais .................................................................................................................................... 6

2.3SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM ................................................................................. 102.3.1Serviços Preliminares ................................................................................................................................. 102.3.2Caminhos de Serviço ................................................................................................................................. 102.3.3Cortes............................................................................................................................................................ 112.3.4Empréstimos ................................................................................................................................................ 142.3.5Aterros .......................................................................................................................................................... 172.3.6Bota-Foras .................................................................................................................................................... 172.3.7Serviços Especiais ...................................................................................................................................... 17

2.4COMPENSAÇÃO DE VOLUMES ...................................................................................... 232.4.1Compensação Longitudinal ....................................................................................................................... 232.4.2Compensação Lateral ou Transversal ..................................................................................................... 23

2.5CLASSIFICAÇÃO QUANTO À DIFICULDADE EXTRATIVA ........................................ 252.6FATORES DE CONVERSÃO ............................................................................................. 26

3NOÇÕES SOBRE EQUIPAMENTOS DE TERRAPLENAGEM ...................................... 293.1CLASSIFICAÇÃO ................................................................................................................. 293.2UNIDADES TRATORAS ..................................................................................................... 293.3UNIDADES ESCAVO-EMPURRADORAS ....................................................................... 303.4UNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORAS ................................................................ 353.5UNIDADES ESCAVO-CARREGADORA .......................................................................... 373.6UNIDADES APLAINADORAS ............................................................................................ 423.7UNIDADES TRANSPORTADORAS .................................................................................. 443.8UNIDADES COMPACTADORAS ...................................................................................... 463.9OUTROS EQUIPAMENTOS............................................................................................... 48

4FASES DO PROJETO DE TERRAPLENAGEM - OBJETIVOS BÁSICOS .................. 494.1FASE DE ANTEPROJETO ................................................................................................. 494.2FASE DE PROJETO ............................................................................................................ 49

5SISTEMÁTICA A SER ADOTADA NA ELABORAÇÃO DO PROJETO DE TERRAPLENAGEM .......................................................................................................................... 505.1AVALIAÇÃO DA DIFICULDADE EXTRATIVA DOS MATERIAIS A SEREM ESCAVADOS .................................................................................................................................... 50

5.1.1Sondagens Manuais Diretas ..................................................................................................................... 505.1.2Sondagens Mecânicas Diretas ................................................................................................................. 525.1.3Sondagens Indiretas ................................................................................................................................... 55

5.2ESTABELECIMENTO DE CRITÉRIOS PARA A SELEÇÃO QUALITATIVA DE MATERIAIS NA TERRAPLENAGEM ............................................................................................ 56

5.2.1Características Mecânicas (de Trabalhabilidade) .................................................................................. 565.2.2Características Físicas ............................................................................................................................... 59

5.3AVALIAÇÃO DOS FATORES DE HOMOGENEIZAÇÃO .............................................. 625.3.1Avaliação da Densidade “In Situ” (Dcorte) ................................................................................................. 625.3.2Avaliação de Densidade do Material no Aterro, após Compactação (Dcomp) ..................................... 655.3.3Cálculo do Fator de Homogeneização Médio ......................................................................................... 66

5.4CÁLCULO DE VOLUMES ................................................................................................... 67

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5.4.1Generalidades ............................................................................................................................................. 675.4.2Cálculo de Áreas das Seções Transversais ........................................................................................... 685.4.3Influência das Operações de Limpeza..................................................................................................... 71

5.5DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL A SER ESCAVADO .................................................... 725.5.1Generalidades ............................................................................................................................................. 725.5.2Diagrama de Brückner ............................................................................................................................... 73

5.6ELABORAÇÃO DOS QUADROS DE ORIENTAÇÃO DA TERRAPLENAGEM ......... 815.7QUANTIFICAÇÃO DOS SERVIÇOS ................................................................................. 83

5.7.1Serviços Preliminares ................................................................................................................................. 835.7.2Caminhos de Serviço ................................................................................................................................. 845.7.3Cortes e Empréstimos ................................................................................................................................ 845.7.4Aterros .......................................................................................................................................................... 845.7.5Serviços Especiais ...................................................................................................................................... 85

5.8APRESENTAÇÃO DO PROJETO DE TERRAPLENAGEM ......................................... 85

6NOTAS DE SERVIÇO DE TERRAPLENAGEM ................................................................ 88

7EXERCÍCIOS ............................................................................................................................ 927.1DISTRIBUIÇÃO DE MATERIAIS ....................................................................................... 927.2CÁLCULO DE NOTA DE SERVIÇO DE TERRAPLENAGEM .................................... 100

8REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 103

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1 APRESENTAÇÃO

Esta publicação apresenta os subsídios necessários à compreensão dos princípios gerais que orientam as operações de TERRAPLENAGEM aplicáveis às obras viárias terrestres, dando-se especial ênfase às atividades de Projeto. Muito embora o seu conteúdo seja voltado à área rodoviária, sua aplicação ao setor ferroviário é praticamente integral, dada a similaridade existente entre as operações de implantação básica desses dois sistemas de transporte.

Adicionalmente, são abordados assuntos relativos ao campo da geotécnica e à

definição geométrica da via, quando julgados essenciais ao bom entendimento da temática principal.

O caráter dado a este trabalho não é o de originalidade, tratando-se tão somente de

uma coletânea acerca de técnicas e problemas de uso corrente em projetos e construção de vias terrestres, ao que se associam elementos angariados durante a vivência profissional dos autores.

Aplicações práticas de alguns dos procedimentos teóricos aqui apresentados

integram o capítulo 7.0 - Exercícios.

2 CONCEITOS GERAIS

2.1 INTRODUÇÃO

Terraplenagem é a operação destinada a conformar o terreno existente aos gabaritos definidos em projeto. De maneira geral ela engloba os serviços de corte (escavação de materiais) e de aterro (deposição e compactação de materiais escavados). A conjugação desses dois serviços tem por finalidade proporcionar condições geométricas compatíveis com o volume e tipo dos veículos que irão utilizar a rodovia.

Para a perfeita compreensão do que vai ser adiante exposto sobre terraplenagem,

tanto na sua etapa de projeto como na de construção, torna-se necessário o conhecimento dos elementos de um projeto rodoviário, que possuem interligação direta com o Projeto de Terraplenagem.

O estudo da geometria de uma rodovia é efetuado a partir de levantamentos

topográficos por processo convencional ou aerofotogramétrico, cujo resultado final é apresentado no Projeto Geométrico. Este projeto expressa a geometria da rodovia através da “planta” e do “perfil longitudinal”, complementados pelas “seções transversais”.

As imposições quanto à geometria antes referidas são relacionadas para diferentes

“classes” de rodovias. Essas classes ou categoriassão determinadas a partir de pesquisas de tráfego e processamento dos resultados das mesmas, que determinarão, em última análise, o volume e a composição do tráfego que utilizará a rodovia ao longo de sua vida útil. As mais elevadas classes de projeto impõem condições geométricas mais arrojadas, o

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que implica, na dependência da topografia vigente na região em estudo, maiores investimentos em terraplenagem.

Para a definição das alturas de aterros, depara-se ainda com o condicionamento

imposto pela rede hidrográfica da região onde se insere a rodovia. Assim, teremos alturas mínimas para suplantar máximas cheias em regiões freqüentemente alagadiças ou para possibilitar a introdução de obras de arte em travessias de cursos d’água.

Finalmente, caracterizada a geometria, resta a necessidade do conhecimento do tipo

e da qualidade dos materiais que estarão envolvidos nas operações de terraplenagem. Neste caso, participam os subsídios obtidos a partir de investigações geológico-geotécnicas, sondagens e posteriores ensaios de laboratório. Com apoio nestas informações, serão definidas as condições e restrições ao aproveitamento dos materiais e estimadas as dificuldades a serem encontradas quando da execução de cortes e aterros.

Na execução de uma obra de terraplenagem, além dos serviços básicos (cortes e

aterros), tornam-se necessárias outras operações - serviços preliminares, caminhos de serviços, empréstimos e bota-foras.

2.2 DEFINIÇÃO DA GEOMETRIA DA RODOVIA

Nos Projetos de Engenharia, a geometria definida para a rodovia é representada no Projeto Geométrico. Este consiste na apresentação, de maneira conveniente, da planta e do perfil longitudinal, complementados pelas seções transversais. A análise conjunta destes três elementos propicia a definição espacial da via projetada.

2.2.1 Planta

A planta constitui-se de uma vista “de cima” da faixa projetada (Fig.2.1). De uma maneira geral nela são apresentados:

 Eixo de projeto, estaqueado convenientemente;

 Os bordos da plataforma de terraplenagem;

 As projeções dos taludes de corte e aterro e a linha de encontro destes com o Terreno natural (“off-set”);

 As curvas de nível;

 Os cursos d’água;

 Os bueiros e as obras de arte especiais (pontes, viadutos, muros de arrimo, etc.);

 As interseções;

 As construções existentes;

 Os limites da faixa de domínio.

2.2.2 Perfil Longitudinal

O perfil longitudinal corresponde a um corte efetuado no eixo de projeto, no mesmo sentido e com a mesma referência do estaqueamento da planta (Fig.2.1).

Todos os elementos apresentados em planta, e que cortam ou fazem parte do eixo

estaqueado, aparecem neste perfil. Destacam-se aí, o greide de terraplenagem, a linha do terreno natural referente ao eixo de projeto e as obras para transposição dos cursos d’água.

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Complementando o perfil, também são apresentados os furos de sondagem efetuados e os resultados principais dos ensaios de laboratório executados com as amostras coletadas.

2.2.3 Seções Transversais

As seções transversais correspondem a cortes efetuados no terreno, ortogonalmente ao eixo de projeto, nos pontos referidos no estaqueamento (pontos locados).

No desenho das seções transversais é introduzida a plataforma de projeto, a qual

conterá o ponto correspondente ao greide de terraplenagem (geralmente o seu eixo de simetria), obtido no perfil longitudinal. Logicamente o eixo vertical que passa pelo ponto correspondente ao greide interceptará, na seção transversal, o ponto característico do terreno natural, referido à estaca da seção (Figuras 2.2 e.2.3). À efetivação do desenho da plataforma de terraplenagem, com seus devidos taludes, sobre as seções transversais, chamamos de “gabaritagem das seções transversais”.

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Figura 2.1

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Figura 2.2

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Figura 2.3

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2.3 SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM

2.3.1 Serviços Preliminares

Conforme destacado anteriormente, a terraplenagem consiste, em termos gerais, na execução de cortes e de aterros. Porém, antes de dar início às operações básicas, é necessária a retirada de todos os elementos, naturais ou artificiais, que não participarão diretamente ou que possam interferir nestas duas operações. Os naturais são constituídos pelas árvores, arbustos, tocos e raízes e os artificiais por construções, cercas, posteamentos, entulhos, etc.. O conjunto de todas essas atividades é designado nas “Especificações Gerais para Obras Rodoviárias” do antigo DNER, atual DNIT, por Serviços Preliminares, os quais compreendem o desmatamento, o destocamento e a limpeza.

O desmatamento envolve o corte e a remoção de toda a vegetação, qualquer que

seja a sua densidade. O destocamento e a limpeza compreendem a escavação e a remoção total dos tocos e da camada de solo orgânico.

Além dessas operações, dependendo da situação do trecho em projeto, podem ser

introduzidos outros serviços preliminares, como por exemplo:

 Remanejamento de postes;

 Remoção de cercas;

 Remoção de estruturas de madeira;

 Demolição de muros, e

 Demolição de estruturas de alvenaria.

2.3.2 Caminhos de Serviço

Em se tratando de terraplenagem de trecho virgem, ou seja, trecho que não possui uma estrada de ligação de caráter pioneiro é necessário abrir caminho para os equipamentos que levarão o material retirado dos cortes para os aterros. É o que chamamos de caminhos de serviço para execução da terraplenagem.

Esses caminhos, que são estradas de padrão apenas suficiente para possibilitar o

tráfego dos equipamentos, interligarão, em linhas gerais, cortes com aterros e estes com o canteiro da obra.

No título “caminhos de serviço”, no caso de projeto onde já existe uma ligação

rodoviária, encaixam-se as estradas denominadas por desvios e provisórias, que constituem as vias para manutenção do tráfego da rodovia.

Entende-se como desvios as extensões de vias existentes para as quais será

remanejado o tráfego durante o período de construção. Como provisórias são considerados os caminhos especialmente construídos para esse fim, nos segmentos onde não haja possibilidade de desviar o tráfego para a implantação antiga ou para estradas já existentes.

Como no caso dos caminhos de serviço destinados à execução da terraplenagem, os

desvios e as provisórias terão padrão técnico apenas suficiente à passagem regular do tráfego, recebendo em seu leito camada superior a um revestimento primário somente em casos excepcionais.

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Além dessas estradas, ainda são considerados como caminhos de serviço aqueles

que se destinam a assegurar o acesso às ocorrências de materiais a serem utilizados nos serviços de pavimentação e drenagem, que são as pedreiras (pedra britada), jazidas (materiais já desagregados e solos em geral) e areais (areia). As características técnicas a adotar são as mesmas preconizadas para os demais caminhos de serviço.

2.3.3 Cortes

Cortes são segmentos que requerem escavação no terreno natural para se alcançar a linha do greide projetado, definindo assim transversal e longitudinalmente o corpo estradal. As operações de corte compreendem:

 Escavação dos materiais constituintes do terreno natural até a plataforma de terraplenagem definida pelo projeto (Fig.2.4);

 Escavação para rebaixamento do leito de terraplenagem, nos casos em que o subleito for constituído por materiais julgados inadequados (Fig.2.5);

 Escavação nos terrenos de fundação de aterros com declividade excessiva (comuns nos alargamentos de aterros existentes) para que estes proporcionem condições para trabalho dos equipamentos e estabilidade às camadas a serem sobrepostas (Fig.2.13);

 Alargamentos além do necessário em algumas porções de cortes para possibilitar a utilização de equipamentos normais (comuns nos casos de escavações em cortes já existentes, Fig.2.5);

 Transporte dos materiais escavados para aterros ou bota-foras.

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Figura 2.4

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REBAIXAMENTO E ALARGAMENTO DE

PLATAFORMAS EM CORTES

Figura 2.5

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2.3.4 Empréstimos

Empréstimos são escavações efetuadas em locais previamente definidos para a obtenção de materiais destinados à complementação de volumes necessários para aterros, quando houver insuficiência de volume nos cortes, ou por razões de ordem qualitativa de materiais, ou de ordem econômica (elevadas distâncias de transporte). Dependendo da situação podem ser considerados dois tipos distintos de empréstimos: laterais e concentrados (ou localizados).

a) Empréstimos Laterais Os empréstimos laterais (Fig.2.6) se caracterizam por escavações efetuadas

próximas ao corpo estradal, sempre dentro dos limites da faixa de domínio. Nos casos de segmentos de cortes se processa o alargamento da plataforma com conseqüente deslocamento dos taludes e, no caso de aterros, escavações do tipo “valetões”, em um ou ambos os lados. Logicamente, o que vai definir a execução ou não desses empréstimos é a qualidade do material adjacente aos cortes ou aterros em que se fará a escavação e o volume necessário para suprir a carência de material no aterro de destino.

Na execução dos empréstimos laterais algumas exigências devem ser devidamente

atendidas:

1. A conformação final da escavação, tanto em corte como nas adjacências dos aterros, deve seguir uma geometria bem definida, para que proporcione uma aparência estética adequada;

2. Nos casos de cortes, deve-se dar preferência para escavações do lado interno às curvas, o que aumentará as condições de visibilidade;

3. Em faixas laterais a aterros não devem ser efetuadas escavações muito profundas, com declividades excessivas, mantendo as condições de segurança e evitando grandes acúmulos de água e erosões. Também nesses casos devem-se tomar todas as precauções para que não sejam comprometidas as obras de arte correntes (bueiros).

4. Os eventuais prejuízos ambientais decorrentes da abertura dos empréstimos deverão ser sempre minimizados, impondo-se uma conformação adequada que assegure a correta drenagem das águas precipitadas, assim como a posterior proteção vegetal das áreas deixadas a descoberto.

b) Empréstimos Concentrados Os empréstimos concentrados (ou localizados, Fig.2.7) são definidos por

escavações efetuadas em áreas fora da faixa de domínio, em locais que contenham materiais em quantidade e qualidade adequada para confecção dos aterros. A utilização

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Figura 2.6

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Figura 2.7

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desse tipo de empréstimo se dá quando não existem materiais adequados nas faixas laterais a cortes ou aterros para efetivação de empréstimos laterais, ou quando esses últimos não proporcionam a retirada do volume total necessário.

Os locais dos empréstimos concentrados ou localizados devem ser selecionados

dentre as elevações do terreno natural próximas ao aterro a que se destinará o material, devendo-se definir a área e forma de exploração de tal maneira que, após a escavação, se tenha uma aparência topográfica natural. As medidas minimizadoras dos impactos ambientais sugeridas para os empréstimos lateriais aplicam-se, na totalidade, aos empréstimos concentrados.

2.3.5 Aterros

Aterros constituem segmentos cuja implementação requer o depósito de materiais, para a composição do corpo estradal segundo os gabaritos de projeto. Os materiais de aterro se originam dos cortes e dos empréstimos (Fig.2.4).

As operações de aterro compreendem a descarga, o espalhamento, a correção da

umidade (umedecimento ou aeração) e a compactação dos materiais escavados, para confecção do corpo e da camada final dos aterros propriamente ditos, bem como para substituição de volumes retirados nos rebaixamentos de plataforma em cortes ou nos terrenos de fundação dos próprios aterros.

2.3.6 Bota-Foras

Bota-foras são os volumes de materiais que, por excesso ou por condições

geotécnicas insatisfatórias, são escavados nos cortes e destinados a depósitos em áreas externas à construção rodoviária, ou seja, são os volumes de materiais escavados não utilizáveis na terraplenagem.

O local de depósito desses materiais deve ser criteriosamente definido a fim de não

causar efeitos danosos às outras obras de construção e ao próprio meio-ambiente.

2.3.7 Serviços Especiais

a) Aterros sobre Solos Inconsistentes Em algumas situações peculiares, impostas pela geologia regional, o projetista de

terraplenagem e o executor de tais obras se vêem às voltas com problemas nas fundações dos aterros. Tais problemas dizem respeito à ocorrência, nos terrenos de fundação, de solos possuidores de baixa resistência ao cisalhamento, incapazes de suportar as pressões exercidas pelos aterros sem apresentar rupturas ou deformações apreciáveis.

Estes solos de baixa resistência normalmente são formados sob influência direta da

água (“banhados”), gerando materiais com forte contribuição orgânica (“depósitos orgânicos”), de péssimo comportamento geotécnico (“solos moles” ou “solos hidromórficos”). Duas situações são potencialmente favoráveis à ocorrência deste fenômeno:

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1. Em zonas baixas, correspondentes a talvegues intermitentes interceptados pelo traçado, como se ilustra no perfil longitudinal abaixo:

Figura 2.8

2. Em zonas alagadiças, correspondentes a planícies de inundação de cursos d’água, conforme esquematizado no perfil a seguir:

Figura 2.9

Cumpre notar que as planícies aluvionares podem, por vezes, ser de natureza arenosa, quando então não deverão apresentar maiores problemas.

As ocorrências de solos moles apresentam grande diversidade de comportamento,

tanto pelas variações nas características físicas dos materiais ocorrentes (coesão, resistência ao cisalhamento) como pela própria magnitude da camada (profundidade, área), para cada caso em particular.

Admitindo-se como premissas básicas que os solos ocorrentes nos terrenos de

fundação de um determinado aterro a ser construído são efetivamente “moles” e que qualquer mudança de traçado é impraticável, podem ser cogitados diversos procedimentos especiais, com vistas à viabilização técnica da construção do aterro projetado, como se expõe em continuação.

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1ª Solução: Remoção da camada inconsistente Trata-se do procedimento executivo bastante recomendável. Em linhas gerais, a

camada problemática é totalmente removida por equipamentos escavadores especiais, substituindo-se o volume resultante desta remoção por material de boa qualidade, usualmente um produto inerte frente à ação da água. Após, executa-se normalmente o aterro projetado.

A grande vantagem desta primeira solução é de que a possibilidade de futuros

recalques diferenciais no aterro executado praticamente inexiste, caso a substituição dos solos moles tenha sido levada a bom termo. Este procedimento enfrenta, no entanto, limitações de ordem técnica e econômica, quando o porte da camada a remover assume proporções elevadas.

2ª Solução: Execução de bermas de equilíbrio Este segundo procedimento executivo tem tido larga aplicação. Consiste na execução

de aterro ladeado por banquetas laterais, gradualmente decrescentes em altura, de sorte que a distribuição das tensões se faz em área bem mais ampla do que aquela que resultaria da utilização de um aterro convencional. Esta melhor distribuição das tensões faz com que, efetivamente, o sistema “flutue” sobre a camada mole.

Figura 2.10

As bermas de equilíbrio podem ser dimensionadas através de procedimentos correntes de mecânica dos solos, desde que se conheça a geometria do aterro a ser executado e as características físicas dos solos do terreno de fundação (resistência ao cisalhamento, coesão). A questão do dimensionamento das bermas de equilíbrio não é aqui abordada, por constituir uma especialização dentro das áreas de geotécnica e mecânica dos solos.

Quando do emprego de bermas de equilíbrio, são expectáveis e toleráveis alguns

recalques diferenciais, de longas amplitudes longitudinais, os quais, em geral, não afetam a serventia da via. No caso de rodovias pavimentadas, adições posteriores de massa asfáltica poderão solucionar ou pelo menos atenuar estes problemas.

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3ª Solução: Execução do aterro por etapas Este procedimento consiste em sobrepor ao terreno de baixa resistência ao

cisalhamento, por sucessivas vezes, frações do aterro projetado. A cada nova deposição de material, verificam-se processos de adensamento da camada mole, até que, após um certo número de aplicações, o sistema entre em equilíbrio, permitindo que a execução do aterro se complete normalmente. Cabe notar que cada adição de material não deve superar à chamada “altura crítica”, parâmetro este que representa a máxima carga suportável pela camada mole sem que resultem processos de ruptura. Esta solução não permite previsões muito seguras, não só no que respeita à quantidade de material a ser aplicada até a estabilização do sistema, como também quanto ao prazo necessário à verificação deste evento.

4ª Solução: Expulsão da camada mole por meio de explosivos. Neste processo, uma porção de aterro projetado é inicialmente sobreposta à camada

mole, sucedendo-se a implantação de cargas explosivas no interior deste. A detonação das cargas explosivas, contida superiormente pela porção de solo adicionada, faz com que parte dos solos moles seja expulsa lateralmente e que, como conseqüência, o material sobreposto preencha o volume liberado. Novas adições de material de aterro e detonações fazem com que a camada mole seja gradualmente substituída pelo material importado. Findo este processo, o aterro pode ser normalmente executado.

Figura 2.11

5ª Solução: Execução de drenos verticais Esta técnica construtiva é fundamentada no fato de que a remoção da água que

normalmente satura uma camada de baixa resistência ao cisalhamento acelera o processo de adensamento desta camada, gerando, como conseqüência direta, uma melhoria nas suas condições de suporte. Uma prática comum é a de executar drenos verticais preenchidos com areia, adequadamente dispostos em planta e seção transversal, aos quais se sobrepõe um “colchão drenante”, composto pelo mesmo material. Segue-se a execução, sobre este colchão, de parte do aterro, a qual exercerá pressão sobre o sistema, forçando a água de saturação a atingir os drenos verticais, ascender por estes e ser eliminada pela camada drenante. A figura abaixo procura ilustrar o processo.

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Figura 2.12

Evidentemente, a porção de material adicionada se deformará na medida em que a camada mole recalca, havendo necessidade de ser reconformada. O processo não elimina por completo a possibilidade de futuros recalques adicionais.

Na atualidade, os chamados “geodrenos” apresentam-se como uma opção bastante

interessante aos drenos verticais de areia convencionais. 6ª Solução: Reforço de Terreno de Fundação com Geossintético Esta técnica construtiva, introduzida há alguns anos em nosso país, consiste em

aplicar sobre a superfície do terreno de fundação, “a priori” da execução do aterro, um geossintético do tipo geotêxtil, geocélula ou geogrelha. As características de um geossintético adequado ao reforço do terreno de fundação de aterros envolvem longa durabilidade, alta resistência à tração e flexibilidade, tornando a solução bastante prática e competitiva.

Critérios econômicos e aspectos particulares da obra fornecerão ao projetista, para

cada caso em particular, subsídios à escolha da prática mais recomendável. b) Aterros sobre Terrenos com Elevada Declividade A construção de um aterro sobre uma encosta íngreme constitui-se em outro

empecilho executivo, que deverá exigir estudo criterioso e solução adequada. O principal problema reside, neste caso, no entrosamento do terrapleno com o terreno natural, fato agravado se este exibir superfície lisa (rochosa) e/ou tendência a formar zona de percolação de água.

A prática recomenda que se proceda, inicialmente, a escavação de degraus no

terreno de fundação, operação esta conhecida como “escalonamento” ou “denteamento”. Removido o material dos degraus, o aterro pode ser normalmente executado, a partir do degrau inferior, formando um maciço entrosado com o terreno natural, como ilustra a figura 2.13. A execução de drenos nos degraus escavados é essencial, quando se verificam zonas de percolação intensa de água.

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Figura 2.13

Problema similar ocorre quando se executa um aterro de maior porte sobre outro aterro pré-existente, caso comum quando do aproveitamento de uma ligação pioneira, cuja geometria se pretende melhorar. Nestas situações, costuma-se escalonar os taludes do aterro existente e só então executar o novo maciço.

Cabe notar que as dimensões dos degraus (altura e largura) serão definidas, para

cada situação, em função das dimensões e características dos equipamentos disponíveis. c) Banqueteamento de Taludes A prática de implantação de banquetas (Fig.2.14) nos taludes de cortes ou aterros

tem aplicação exclusiva a seções possuidoras de taludes de elevadas alturas.

Figura 2.14

Fundamenta-se a indicação de banquetas em taludes em dois pontos básicos:

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1. Os estudos de estabilidade de taludes, desenvolvidos pelo setor de geotécnica, podem recomendar a execução de banquetas, com vistas a aumentar o fator de segurança de taludes de cortes e aterros muito elevados. É fácil notar que, quanto maior o número de banquetas, tanto mais suave se torna a inclinação do talude, em termos médios;

2. O setor de hidrologia poderá, também, recomendar a execução de banquetas,

em função da “altura crítica em termos de erosão”, para cortes ou aterros. Esta altura pode ser entendida como o valor limite, acima do qual a água pluviométrica precipitada e escoada sobre o talude passaria a ter energia suficiente para provocar erosão deste maciço. Se neste ponto-limite for implantada uma banqueta, esta funcionará como coletora e condutora da água precipitada, impedindo a existência de fluxos d’água nos taludes com velocidades passíveis de provocação de erosões.

2.4 COMPENSAÇÃO DE VOLUMES

A execução de escavações em cortes ou empréstimos determina o surgimento de

volumes de materiais que deverão ser transportados para aterros ou bota-foras. Ainda, quanto à configuração do terreno onde se realiza uma operação de corte, esta poderá determinar uma seção dita de “corte pleno” ou uma “seção mista”.

Dependendo da situação topográfica do segmento, teremos caracterizados dois tipos

distintos de compensação de volumes: compensação longitudinal ou compensação lateral (figuras 2.15 e 3.3).

2.4.1 Compensação Longitudinal

Uma compensação é dita longitudinal em duas situações:

1. A escavação é em corte pleno, ou a escavação provém de empréstimo não lateral a aterro. Neste caso, todo o volume extraído será transportado para segmentos diferentes daquele de sua origem: de corte para aterro (ou bota- fora); de empréstimo para aterro, unicamente;

2. A escavação do corte é em seção mista onde o volume de corte supera o

volume de aterro. Neste caso, o volume excedente de corte em relação ao volume necessário de aterro no mesmo segmento terá destinação a segmento distinto do de origem.

2.4.2 Compensação Lateral ou Transversal

A compensação lateral se caracteriza pela utilização de material escavado, no mesmo segmento em que se processou a escavação. É o caso de segmentos com seções mistas ou em que a situação do terreno existente apresente pequenos aterros disseminados em cortes plenos ou vice-versa.

DTT/UFPR Introdução à Terraplenagem

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Figura 2.15

DTT/UFPR Introdução à Terraplenagem

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2.5 CLASSIFICAÇÃO QUANTO À DIFICULDADE EXTRATIVA

A maior ou menor resistência que um material pode oferecer, durante a sua extração de um corte, influencia de forma direta o custo desta operação. A especificação de serviço DNER-ES-T 03-70 define 3 (três) categorias de materiais com relação à dificuldade extrativa:

1. Materiais de 1ª Categoria: são constituídos por solos em geral, de origem

residual ou sedimentar, seixos rolados ou não, com diâmetro máximo inferior a 15 cm, independentemente do teor de umidade apresentado;

2. Materiais de 2ª Categoria: compreendem aqueles materiais com resistência

ao desmonte mecânico inferior à da rocha sã, cuja extração se torne possível somente com a combinação de métodos que obriguem a utilização de equipamento escarificador pesado. A extração poderá envolver, eventualmente, o uso de explosivos ou processos manuais adequados. Consideram-se como inclusos nesta categoria os blocos de rocha de volume inferior a 2 m³ e os matacões ou blocos de diâmetro médio compreendido entre 15 cm e 1 m.

Materiais de 3ª Categoria: correspondem a aqueles materiais com resistência ao

desmonte mecânico equivalente à da rocha sã e blocos de rocha que apresentem diâmetro médio superior a 1 m ou volume superior a 2 m³, cuja extração e redução, a fim de possibilitar o carregamento, se processem somente com o emprego contínuo de explosivos.

O quadro apresentado a seguir resume o disposto nas definições anteriores:

CLASSIFICAÇÃO CARACTERÍSTICAS

1ª Categoria Material incoerente (solos, em geral).

Seixos rolados ou não: máx < 15 cm.

Qualquer teor de umidade

2ª Categoria Resistência à extração inferior à da rocha sã.

Uso contínuo de escarificador pesado.

Uso eventual de explosivos ou processos manuais.

Blocos ou matacões: V < 2 m³; 15 cm < médio < 1 m

3ª Categoria Resistência à extração equivalente à da rocha sã.

Blocos de rocha: V < 2 m³; médio > 1 m.

Uso contínuo de explosivos.

Evidentemente, o custo da extração de um material de 3ª categoria supera em muito

ao de um material de 2ª categoria. Este, por sua vez, apresenta extração mais cara do que a de material classificado em 1ª categoria.

Tarefa das mais importantes, e também bastante complexa, diz respeito à avaliação

da dificuldade extrativa dos materiais a serem terraplenados, na fase de projeto, quando não se dispõe dos cortes abertos e expostos a uma análise mais profícua. Este assunto é abordado no item 5.1.

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