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EUVG PARQ 5
TECNOLOGIAS E MATERIAIS E TÉCNICAS DE CONSTRUÇÃO III
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EUVG PARQ 5 TMTC III
17.10
MODELAÇÃO DO TERRENO E CÁLCULO DO VOLUME DE TERRAS
AMRP-AP
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OBJECTIVOS
Conhecer o terreno natural para o poder reproduzir
Naturalizar – regra geral – sem excluir modelações mais afirmativas ou land-art
Reconhecer a “assinatura” de algumas modelaçõesNaturais: colinas, colos, vales, cristas, escarpas, relevo concavo e convexoArtificiais – estradas, valas e valetas, passeios, caminhos, encontros com
escadas, muros, PH’s, pontes, cortes de estrada
Condicionantes à modelaçãoGeológicas – na escavação – rocha dura, freáticos, argilas, areias, …Aterro – Bancadas calcárias, bolsas de argila, interrupção de escorrências
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DUAS SITUAÇÕES LIMITE:
TERRENOS DEMASIADAMENTE PLANOS
• Dificuldade geral de drenar – funcionamento com pendentes mínimas
• Qualquer aterro cria uma barreira à drenagem – dificuldade de refazer encontros (especialmente na presença de árvores)
• Necessidade de recurso a bombagens em urbanização.
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DUAS SITUAÇÕES LIMITE (cont.):
TERRENOS DEMASIADAMENTE DECLIVOSOS
• Dificuldade de criar situações de aplanação
• Dificuldade em realizar os encontros com o terreno em taludes suaves
• Necessidade de recurso a muros de contenção
• Necessidade de controlo da escorrência – valas de corte de águas
• Necessidade de recurso a caixas de queda
• Necessidade de controlo de pontos baixos para evitar recurso abombagens
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COMO MODELAMOS?
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ESCAVAÇÃOquando se deseja estabelecer a cota deprojecto abaixo do terreno natural.
ATERROquando se deseja elevar a cota de projectoacima do terreno natural.
COTA VERMELHAé a distância vertical entre o eixo do percurso considerado e o nível doterreno.
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CÁLCULO DE VOLUME DE TERRAS – Pressupostos
•Considera-se que as terras obtidas de escavação possuem as propriedadesnecessárias para serem usadas em aterro
•Geralmente não de considera:•Decapagem – Retirar terra vegetal e raízes para regularização do terreno antes daimplantação e da movimentação de terras
• Considera-se:•Empolamento – Aumento do volume de terras depois de colocação em aterroe compactadas (Vf > Vi)•Compactação – Diminuição do volume de terras depois de colocação ematerro e compactadas (Vf < Vi)
• estes dois fenómenos são contrários, mas não se compensam necessariamente,dependem muito da natureza dos solos
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EMPOLAMENTOS
Ao escavar um solo vamos obter um volume 10 a 50% superior para efeitos detransporte, ao compactar o mesmo volume vamos obter um volume 1 a 8% superior aoinicial, isto porque, mesmo com uma boa compactação, não se volta a conseguir amesma densidade do terreno original.
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MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA
O plano de modelação só está completo quando forem estimados os volumes de terras, quer de aterro, quer de escavação.Um dos grandes objectivos é saber dosear os volumes de escavação e os de aterro, de forma a minimizar a movimentação de terras. Isto depende do objectivo de projecto, das condições do terreno e do tipo de solo.
Nas movimentações de terras há, geralmente, um volume de solo perdido por erosão ou por espalhamento, na ordem dos 5-10%.
Existem alguns métodos para a sua determinação:
• Áreas• Perfis• Quadrícula
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MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA
MÉTODO DAS ÁREAS
NO CÁLCULO PELO MÉTODO DAS ÁREAS MEDE-SE A ÁREA QUECOMPREENDIDA ENTRE A CURVA EXISTENTE E A CURVA PROPOSTA EMULTIPLICA-SE PELA EQUIDISTÂNCIA VERTICAL – PROCEDE-SE DESTE MODOPARA AS ÁREAS EM ATERRO E EM ESCAVAÇÃO SEPARADAMENTE.
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MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA
MÉTODO DOS PERFIS
O CÁLCULO PELO MÉTODO DOS PERFIS PARTE DO PRINCÍPIO QUE OS VOLUMESPODEM-SE APROXIMAR A MASSAS DE PRISMÓIDES.UM PRISMÓIDE É UM VOLUME DE LADOS PARALELOS OU TOPOS COMVALORES DE ÁREAS DIFERENTES.
ASSIM, CALCULA-SE O VOLUME FAZENDO A MÉDIA DAS ÁREAS DAS FACESPARALELAS E MULTIPLICANDO PELA DISTÂNCIA ENTRE ELAS.
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MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA
MÉTODO DA QUADRÍCULA
O cálculo pelo método da quadrícula baseia-se na decomposição de um sólidocujo volume deseja-se calcular em sólidos menores, mais fáceis de calcular ovolume.Estes sólidos são normalmente de base quadrada.
Para realizar o cálculo do volume faça-se a seguinte consideração: imagine-seum sólido de base quadrada e área igual a Q e arestas verticais com alturas Z1,Z2, Z3 e Z4.
O volume deste sólido será dado pelo produto da área da base pela média dasalturas das arestas, conforme mostra a equação seguinte
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MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA
MÉTODO DA QUADRÍCULA
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MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA
MÉTODO DA QUADRÍCULA
Na prática o terreno é dividido numa malha regular e cada ponto desta malhatem a sua cota calculada por algum método de nivelamento.Então é definida a cota de escavação, ou seja a cota em que o terreno deveráficar após a movimentação de terras. A partir destas informações é possívelcalcular as alturas dos sólidos para o cálculo do volume.
Vamos imaginar que queremos calcular o volume de escavação de um terreno hipotético de 10x10m, cujas cotas dos cantos são dadas (figura a).
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MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUMES DE TERRA
MÉTODO DA QUADRÍCULA
Vamos imaginar que queremos calcular o volume de escavação de um terreno hipotético de 10x10m, cujas cotas dos cantos são dadas (figura a).
Num primeiro momento queremos calcular o volume de escavaçãonecessário para deixar o terreno plano na cota 85m.
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No primeiro caso há que calcular o volume de um sólido, conforme mostra afigura b. Para o ponto A o sólido terá uma aresta igual a 2m, resultado dadiferença entre a cota do ponto A no terreno (87m) e a cota do plano em quevai ficar o terreno (85m).Para os demais pontos o raciocínio é o mesmo para a determinação das alturasdas arestas do sólido. O volume de escavação será de 225m3.
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O volume de escavação será de 225m3
Para uma malha de pontos podemos calcular o volume de cada célula damalha e depois somar todos os volumes.
V= (10*10).[(3+3+2+1)/4]
V= 100.2,25
V= 225 m3