Terraplanagem



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Derrubada:





Destocamento:





 

IMPLEMENTOS PARA LIMPEZA





Ancinho (brushrake)





Estimativa de tempo de derrubada de árvores:



Fonte da figura: Métodos de desbravamento - Komatsu Brasil

Referencias bibliográficas:

Ricardo ,Hélio de Souza e Catalani , Guilherme - Manual Prático de Escavação, Pini Editora

Senso, Wlastermiler de - Terraplenagem – EP USP, 1975

Silveira, Araken – Terraplenagem – Universudade de S. Carlos , 1971

?? - Princípios Básicos de TerraplanagemCaterpillar Brasil

?? – Mobilização, o primeiro passo – Revista Engenheiro Moderno, janeiro 1969- pp. 27-33

Capítulo 5





UTILIZAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS NA EXECUÇÃO DE TERRAPLANAGEM

BULL-DOZER (Trator de esteira com lâmina):

    É o "bom-bril" da terraplanagem, com mil e uma utilidades.  Sem exagero, podemos considerar a invenção do trator de esteiras (1904) como o marco de início da terraplanagem moderna.  É a máquina mais usada, e praticamente obrigatória em qualquer trabalho de movimentação de terra. Tracionando ou empurrando, o bull- dozer tem enorme utilização em obras de grande, médio ou pequeno porte.

Posições básicas da Lâmina:

quanto à inclinação horizontal:

 

posição reta



angle-dozer



quanto à inclinação vertical:

 

 plana (horizontal)



tilt-dozer



Principais atividades do bull-dozer:

Preparo de cortes e aterros, praças de manobra para motoscrapers no corte e no aterro, atenuar rampas para uso do equipamento de pneus, espalhamento de terra em ponta de aterro, escarificação em materiais de 1ª categoria que sejam muito compactos, escarificação em materiais de 2ª categoria (com escarificadores reforçados). Pusher (mais indicados os tratores com servo-transmissão tipo "power-shift").

Primeiro espalhamento nos aterros.  Desmatamento.  Empurrar e puxar.  Movimentar materiais em pequenas distâncias.




Se a inclinação do terreno for muito forte, é preciso começar cortes com o "embocamento"

(geralmente lâmina na posição plana e reta)



Operações com a lâmina em "angle-dozer":exemplo: corte em meia encosta

em terreno pouco inclinado



em terreno muito inclinado



taludamento






Execução de valetas, com lâmina em tilt-dozer, na falta de retro-escavadeira



Unidades escavo-transportadoras: 

SCRAPERS E MOTOSCRAPERS

Uso em distâncias médias e longas, com alta produtividade.

Principais elementos de um scraper ou motoscraper: 

Já 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 tração em todas as rodas.  

Principais elementos da caçamba:

Existem também equipamentos de pequeno porte, apelidados "caixotes", com os mesmos princípios de trabalho, cuja descarga é executada por um grande giro da caçamba, não existindo o ejetor.  Um exemplo destes são os scrapers Madal, com capacidade da caçamba na ordem de 3 a 4 m3.  Em geral são agrupados (dois) e rebocados por um trator agrícola, onde ficam os controles.





   TRATOR AGRÍCOLA   

Posições dos principais elementos de um motoscraper, nas seguintes situações: 



Transporte :

caçamba elevada, ejetor recuado, avental abaixado





Carregamento:

(ejetor recuado, avental elevado, caçamba abaixada)



Descarga:

ejetor em movimento para a frente, caçamba elevada, avental elevado

Carregamento com pusher :  (do inglês pusher: que empurra)

Carregamento em push-pull :



Carregamento em push-pull duplo (geralmente o peão o chama push-pull triplo):





Técnicas de carregamento:

.    Usar pusher sempre que scrapers tenham mais de 10 m3.  Equipamento com potência adequada, no auxílio do carregamento,  paga-se por si mesmo;

.     evitar congestionamento no corte. Área ampla.    É preferível excesso de pusher que atrasos;

.     escavar no sentido do transporte, rampas inclinadas nesse sentido (descendo) ;

.     começar corte sem o pusher, até patinar. (reduz até 40% do tempo de carga);

.     cortar em faixas alternadas;

.     não usar velocidades elevadas no transporte: segurança;

.     sempre que possível, atacar dois aterros (e/ou cortes) ao mesmo tempo, para evitar retornos e manobras; ver "combinação de ciclos" mais adiante, em "transporte";

.     aproveitar ociosidade do pusher, escarificando (principalmente com material argiloso) ou fazendo a manutenção do piso da área de carregamento;

.     coroar (encher até o limite máximo) o motoscraper não significa aumentar a produtividade, pelo tempo que gasta (principalmente se outro motoscraper já estiver à espera do pusher);

.     espessura de corte: por experimentação, verificar com qual o tempo de carregamento é mais breve;

.     em terrenos muito compactos, deixar o motoscraper no neutro, e a força para o pusher.

.     só fazer o pusher em linha reta, jamais em curva;

.     ao final da carga, elevar lentamente a caçamba, para evitar degraus;

.     conferir o tempo ótimo de carregamento em toda mudança de condição do trabalho.

Transporte:

é o mais importante, pois os tempos gastos no transporte são os maiores do ciclo.

. As pistas devem ter largura suficiente (três vezes a largura da maior máquina) e serem bem conservadas (com motoniveladoras, e tratores, quando necessário) , sem irregularidades e bem drenadas (fazer caimento de 1 a 2%). Senão, perde-se na velocidade, e o choques e impactos reduzem a vida útil das maquinas, pneus, etc., além de aumentar o desgaste dos operadores, que passam a produzir menos. As pistas devem também ter boa capacidade de suporte e pequeno afundamento.

.    Se a poeira começar a incomodar, "apagá-la" com caminhões pipa; além de segurança, é item de conservação do equipamento e evita perda de produção; água com cloreto de cálcio também ajuda, por reter a umidade natural; 

.    Evitar curvas fechadas e/ou de baixa visibilidade: provocam redução de velocidade e acidentes. Não sendo possível, alocar sinalizadores. 

.    Treinar operadores para utilizarem marcha mais elevada possível, dentro da segurança (maior velocidade) , e acionar o retardador nos longos declives. 

.    Respeitar acima de tudo a segurança. .Projetar com cuidado as pistas e os ciclos, se possível combinando ciclos individuais para eliminar manobras e balões.

COMBINAÇÃO 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 construção de uma grande usina hidrelétrica, o engenheiro instalou posto de serviço com café, água, banheiro, e um operador de reserva, em local e altura apropriados. Quando necessário, o operador parava e era substituído pelo reserva, com desprezível perda de tempo. O aumento de eficiência dos operadores e a redução do tempo de ciclo gerou significativo lucro para a empreiteira.

Descarga:

.    Não se admite qualquer atraso na descarga efetuada por motoscrapers.

.    Na execução de um aterro, é obrigatório que as unidades de espalhamento, além espalhar o material na espessura de projeto, mantenham a área de descarga em condições exemplares de nivelamento e drenagem. 

.    A área de manobras deve ser ampla para que não haja perda de tempo para o início do retorno. 

.    Deve ser providenciado número suficiente de praças 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 condições.



ESCAVAÇÃO COM TRANSPORTE À LONGAS DISTÂNCIAS:

- É o assunto da próxima aula -

Quando a distância de transporte é grande, utilizam-se unidades escavocarregadeiras independentes das unidades de transporte.

As principais unidades escavocarregadeiras são as escavadeiras com caçamba shovel, escavadeiras com caçamba de arrasto (drag-line), escavadeiras com caçamba de mandíbula (clam-shell), retroescavadeiras (shovel), carregadeiras de esteiras, carregadeiras de pneus, carregadeiras contínuas com esteira transportadora para o carregamento.

As principais unidades de transporte são os caminhões fora de estrada, caminhões basculantes, vagões rebocados por cavalos de caminhões "fora de estrada" .

Como o equipamento já foi estudado em "Construção de Estradas I", iremos concentrar a atenção no planejamento do trabalho e soluções que visem a otimização da produção.



Referencias bibliográficas:

Ricardo ,Hélio de Souza e Catalani , Guilherme - Manual Prático de Escavação, Pini Editora

Senso, Wlastermiler de - Terraplenagem – EP USP, 1975

Silveira, Araken – Terraplenagem – Universudade de S. Carlos , 1971

?? - Princípios Básicos de Terraplanagem – Caterpillar Brasil

?? – Mobilização, o primeiro passo – Revista Engenheiro Moderno, janeiro 1969- pp. 27-33

Capítulo 6





PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS DE ESCAVAÇÃO E CARGA:

ESCAVAÇÃO COM TRANSPORTE À LONGAS DISTÂNCIAS:

Quando a distância de transporte é grande, utilizam-se unidades escavocarregadeiras independentes das unidades de transporte. As principais unidades escavocarregadeiras são as escavadeiras com caçamba shovel, escavadeiras com caçamba de arrasto (drag-line), escavadeiras com caçamba de mandíbula (clam-shell), retroescavadeiras (shovel), carregadeiras de esteiras, carregadeiras de pneus, carregadeiras contínuas com esteira transportadora para o carregamento. As principais unidades de transporte são os vagões rebocados por cavalos de caminhões "fora de estrada", caminhões fora de estrada, caminhões basculantes.

Lembre-se que o primeiro dimensionamento para os equipamentos usados em uma terraplanagem é feito para o TRANSPORTE.  Apenas depois de definida a frota de transporte, e em função dela, definem-se os tipos e quantidades dos equipamentos de carga, espalhamento, etc.  

Mas toda regra tem exceção.  Alguns materiais a serem transportados, ou as condições de carga podem exigir equipamentos específicos 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 caminhões, ainda que a distância de transporte indicasse uso de scrapers.  Drenar o terreno antes do corte e usar scrapers ou usar dragas e caminhões ?  A dimensão da obra, a topografia ou o perfil geológico do terreno permite a adoção sucessiva das duas opções ?   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 administração desse tipo de conflitos, é uma das funções do engenheiro, que deverá estar atento para os aspectos técnicos e  econômicos (sem falar nos parâmetros ambientais, sociais e até mesmo políticos, conforme o impacto marginal da obra).

Como o equipamento já foi estudado em "Construção de Estradas I", iremos fazer  uma recordação superficial, mas concentrar a atenção no planejamento do trabalho e soluções que visem a otimização da produção.

ESCAVAÇÃO E CARGA:

1. Escavadeiras com caçamba "shovel":

Utilizadas para corte acima do nível da máquina. Se o terreno tem baixa capacidade de suporte, apoiá-la sobre estivas (plataformas de madeira). Trabalham qualquer tipo de material, exceto rocha , aceitando até rocha fragmentada, mas tem grande produção com material de primeira categoria. A caçamba deve ser cheia com um movimento único, sem aprofundar demais.



Quando a altura de corte ultrapassa o alcance do shovel, trabalha-se em terraços, com alturas de ataque de no mínimo, 1,50 m por degrau. Os terraços devem ser abertos de cima para baixo, com distâncias entre frentes de ataque de, no mínimo, 100 m. Ao se atingir o greide, na plataforma mais inferior, deve-se forçar o trajeto das unidades de transporte por ele, contribuindo para a compactação do subleito. As equipes em terraços diferentes devem ser independentes, com as unidades de transporte nunca servindo a mais de uma carregadeira. 

As mais rápidas tem comando hidráulico, concorrendo com as carregadeiras de esteira e pneus. Devem ser dimensionadas de modo a atender, no limite mínimo, 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 preferência com duas saídas 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 nível da máquina, principalmente de pouca consistência. Podem levantar a carga enquanto giram. 

Usos :

Remoção de solos moles, que impeçam o tráfego até de tratores de esteiras. É comum a necessidade de estivas. Para a chegada das unidades de transporte pode ser necessário construir estradas de serviço com solos de melhor qualidade, com espessuras a partir de 1,00 m.;



Abertura de grandes valas sem escoramento;

Abertura de canais de drenagem, corta-rios, limpeza de cursos d’água, etc. No último caso, usar caçambas com aberturas que permitam o escoamento da água. (carga da caçamba pode perder 70%, i.é. pegar apenas 30% do volume). Esteiras em posição perpendicular ao movimento de arrasto, contrapesos na traseira da máquina, para prevenir desequilíbrio.



  1. Escavadeiras de mandíbulas (clam-shell)

Mesma utilização das dragas, alcance mais reduzido, profundidades maiores. Podem levantar a carga enquanto giram.



4. Retroescavadeiras :







Como as dragas e as escavadeiras de mandíbula, são usadas para escavação abaixo do nível da máquina. Não tem o alcance da draga nem escavam na vertical , como as clam-shell, mas são eficientes na abertura de valas de largura reduzida (que devem ser posteriormente escoradas). Usadas na abertura de canais, remoção de solos ruins, etc.

Carga mais eficiente se em nível superior ao do equipamento de transporte. As de acionamento hidráulico permitem mais precisão de trabalho.



     

(foto capturada no site de geotecnia da UFSC)

5. Carregadeiras (de esteira ou de pneus):

       

Muito versáteis, usadas principalmente quando as distâncias de transporte forem longas. Caçambas de grande capacidade, altura ótima de corte não afeta tanto quando no caso das escavadeiras shovel. 



Vantagem de poder deslocar-se até as unidades de transporte.                              Isto reduz tempo de espera e posicionamento, aumentando a produção.As de pneus só podem ser usadas em terreno firme, e na carga de materiais de fácil desagregação.

Carregamentos não convencionais:

6. Escavadeiras Rotativas:

(Usina Hidrelétrica de Marimbondo-1972)

Usadas na escavação de materiais de primeira categoria, quando há necessidade de altíssimos índices de produção, com volumes da ordem de milhões de m3.

 Escavam bancadas com nível e largura constantes, com caçambas fixas em uma roda giratória que descarrega o material escavado em uma esteira elevatória que faz a carga contínua nas unidades de transporte. A possibilidade de alterar a umidade do material enquanto na esteira , e a de alternar os pontos de saída da esteira – "by-pass" - (que reduz à 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 insuperável. 

Exigem terrenos com topografia favorável, possibilidade de cortes longitudinais longos, conservação perfeita das bancadas e da área de corte, e geralmente sua alta produção pede equipamentos de transporte de grande capacidade. 

Devido ao alto preço, exigem que a obra tenha prazos de execução superiores a 10000 h, ou cinco anos, para completa amortização da compra. 

Alto desgaste nas caçambas exigem 8h de manutenção para 30 h de trabalho, o que obriga a se ter pelo menos três, duas trabalhando e uma em manutenção preventiva.

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