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ANÁLISE DO CONTROLE TECNOLÓGICO EM OBRA DE TERRAPLENAGEM: ESTUDO DE CASO DA PAVIMENTAÇÃO DO SETOR WALDIR LINS I NO MUNICÍPIO DE GURUPI - TO Paulo José de Barcelos Netto1 Enicléia Nunes de Sousa Barros² RESUMO O acentuado índice demográfico eleva o número de construções civis de modo que o aprimoramento dos manejos torna-se necessário. Desde a etapa preliminar de uma obra é indiscutível a importância do terrapleno, cuja qual refere-se a movimentação de terras com a pretensão de nivelar o terreno para as condições de projeto da obra. Sua importância é evidente, já que esse serviço deve ser aplicado a qualquer obra da engenharia civil, independente do seu porte. Contudo, é notório que esta fase por muitas vezes é negligenciada por muitos profissionais, o que deriva diversos erros e até mesmo tragédias, desta forma é evidenciado a necessidade de uma modernização no seu maneio. Em vista disso, este trabalho averiguou essa ferramenta de gestão em uma obra de infraestrutura urbana no município de Gurupi, Tocantins. O estudo foi realizado em uma obra de pavimentação, onde foram coletadas amostras para a realização dos ensaios laboratoriais, como o de análise granulométrica, compactação (Proctor), limite de plasticidade (LP), limite de liquidez (LL), e o teste California Bearing Ratio (CBR), bem como também analisou os métodos empregados para a realização do aplainamento, que foi comparado com os resultados obtidos, com dados bibliográficas e normas. O que evidenciou a importância deste manuseio na obra. Foi observada a relevância da utilização das boas práticas nas obras de terrapleno, que através dos resultados obtidos nos ensaios notou a necessidade de adoção de um melhor controle tecnológico na realização do nivelamento do terreno. Palavras-chave: Terrapleno. Manejo. Pavimentação. ABSTRACT The huge demographic index increases the number of civil constructions in a way that becomes necessary a management improved. From the preliminary stage of a work is undeniable the importance of the earth leveling, which refers to the movement of earth in the intention of leveling the ground for the project design conditions. Its importance is evident, as this service should be applied to any civil engineering work, regardless of its size. However, it is noticeable that this phase is often neglected by many professionals, what derives several errors and even tragedies, thus highlighting the need for a modernization in its management. Therefore, this work investigated this management tool in an urban infrastructure project in the municipality of Gurupi, Tocantins. The study was carried out in a pavement works, where samples were collected for laboratory tests, such as particle size analysis, compaction (Proctor), plasticity limit (PL), liquidity limit (LL), and the CBR test, as well was analyzed the 1 Graduando em Engenharia Civil pela Universidade de Gurupi (UNIRG) – Gurupi - TO – E-mail: paulobarcelos235@gmail.com 2 Orientador. Docente. Curso de Engenharia Civil da Universidade de Gurupi (UNIRG) – Gurupi – TO – E-mail: enicleiajc@hotmail.com. mailto:paulobarcelos235@gmail.com mailto:enicleiajc@hotmail.com. 2 methods used for the accomplishment of the planing, that was compared with the obtained results, with the bibliographic data and norms. This evidenced the importance of this handling in the work. It was observed the relevance of the use of good practices in earthworks, which through the results obtained in the tests, noted the need of adopting a better technological control in a perform the leveling of the ground. Keywords: Earth leveling. Management. Pavement INTRODUÇÃO O elevado crescimento demográfico exige uma demanda maior por obras de infraestrutura urbana e edificações, culminando em um aquecimento do mercado da construção civil. Considerando as enormes dimensões que as cidades estão tomando, existe uma necessidade de expansão na infraestrutura urbana, com o emprego de métodos adequados que venham a preparar o terreno para a implantação de obras civis, agregando uma melhor qualidade ao empreendimento. Nessa perspectiva, o controle tecnológico de obras de terraplenagem tem a finalidade de atenuar os erros, desde o projeto até a conclusão da obra (SOUZA, 2014). Tem-se que terraplenagem é a movimentação de terras para nivelação do terreno, quando estas são retiradas, é como corte, por outro lado, quando são colocadas, são definidas como aterro. Seus processos estão compreendidos desde a limpeza até a descarga do “bota fora”, quando necessário (PINTO, 2006). A terraplenagem é composta por quatro fases em seu ciclo de operação, sendo elas a escavação; o carregamento e transporte; descarga e espalhamento; e a compactação. Estas fases estão inseridas desde início da execução até os ensaios laboratoriais, os quais atestam a qualidade do material. Este método é utilizado para diversos tipos de execuções como o de aterros, estradas, aeroportos, prédios, barragens e até mesmo conjuntos habitacionais (VARGAS, 1978). Apesar da importância da terraplenagem na construção civil, esta ainda é pouco utilizada em sua forma correta, já que a maioria dos profissionais não realizam o estudo geotécnico, o qual é um dos fatores essenciais para a execução de uma obra de qualidade. A falta desse estudo ocasiona anomalias cujo os reparos e correções 3 podem gerar custos elevados. Isso se deve a cultura do “menor valor”, onde o que se preza são os baixos custos iniciais em detrimento da eficiência e qualidade do serviço prestado. Na maioria dos casos o solo não tem características necessárias para receber a construção, sendo evidente a necessidade da terraplenagem na execução de uma obra de qualidade. Constituída de várias etapas, a terraplenagem objetiva adequar o solo a obra que deverá receber, de modo que estas fases compõem desde os ciclos de operações até os ensaios laboratoriais, atestando assim a qualidade do material (ABRAM, 2000). O solo pode apresentar diversas ocasionalidades como: resistência frágil, ser bastante compressível ou apontar detalhe economicamente não atrativo. Dentre as possíveis soluções é a otimização das particularidades da engenharia no local da obra e da execução da terraplenagem (LIMA, 2013). Desta maneira este trabalho tem como objetivo evidenciar a importância do controle tecnológico para a execução da obra. Buscará realizar ensaios laboratoriais e análise de campo, de modo a sintetizar e comparar estas informações a obras bibliográficas originalmente publicadas ou traduzidas na língua portuguesa, pertinentes ao tema. 1 TERRAPLENAGEM A fase executiva da terraplenagem é uma fase fundamental para a construção de obras da engenharia civil, pois esta prepara o terreno para a aplicação de diversos tipos de obras como: residências; aeroportos; rodovias; saneamento; portos; entre várias outras aplicações, o que remete a suma importância dessa etapa (SOUZA, 2014). Para a realização de um projeto de terraplenagem, devem ser considerados pontos importantes, que são fundamentais para que não ocorram problemas futuros; dessa forma, é indispensável fazer testes que irão caracterizar os solos em questão. 4 1.1 Compactação Segundo a normativa DNIT 108 (2009) de ES, para a execução do aterro tem de se utilizar dos materiais originários dos cortes que foram feitos e quando necessário do empréstimo, sendo eles designados por uma análise adequada ao projeto. Para obtenção de um aterro deve-se aplicar a compactação. Fernandes (1994), define a compactação como o procedimento que a massa de solo que é formado por elementos sólidos, pelo ar e água, encontra-se uma redução do índice de vazios através da expulsão do ar, que ocorre após o emprego de cargas de formas repetitivas. Existe uma relação entre a densidade da água e das partículas sólidas, que é denominadocomo o teor da água, da mesma forma é observado no solo solto e descompactado e também na forma mais compactada. A compactação fornece um acréscimo na resistência ao cisalhamento, uma menor deformabilidade e uma menor permeabilidade. 1.1.2 Teor de Umidade Ótima A aplicação de água no solo, diminui o potencial capilar, a resistência a fricção e resistência ao cisalhamento do solo. Quando a umidade está baixa, a fricção é alta o que é prejudicial para reduzir os vazios do solo. Já quando gradativamente aumenta o teor de umidade, constata-se que há lubrificação em meio aos grãos, ficando mais fácil a saída do ar alocado no solo (RIBEIRO, 2008). Conforme Pinto (2006), chega um determinado momento em que o teor de umidade se encontra em uma quantidade perfeita, onde a água evita que o ar saia, e não diminui a fricção, não altera a reorganização das partículas do solo e nem aumenta a consistência do solo, entende-se isto como a umidade ótima onde há uma proporção ideal de água, solo e ar em relação à energia aplicada para a compactação. A compactação está diretamente ligada a umidade ótima e a densidade de massa seca, que quando a umidade está acima da ótima e é aplicada a energia sobre o aterro, o solo não apresentará resultados eficientes, já que a força não consegue expulsar os vazios, e quando está abaixo da umidade ótima, a força provocará um 5 aumento de densidade seca (PINTO, 2006). 2 CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS - ENSAIOS Para que se possa obter uma avaliação precisa dos solos, devem ser feitos procedimentos conforme as normas NBR7181/2016, NBR7182/2016, NBR7180/2016, NBR6459/2016 e NBR 9895/2016 referentes a análise granulométrica, Compactação (Proctor), Limite de plasticidade, Limite de liquidez e CBR. Segundo Silva (2016), os resultados obtidos caracterizam os solos a partir das suas consistências, granulometria, umidade e densidade real do solo. 2.1 Análise Granulométrica A análise granulométrica é um dos parâmetros fundamentais que determina a composição de partículas em amostras de sedimentos. Esta análise ajuda a determinar o tamanho do grão e a porcentagem das frações de tamanho individual na amostra específica. Segundo Dias (2004), analisar a grandeza das partículas permite entender características importantes, desde a sua origem, resistência, maturidade textural, composição, a alteração química, além dos efeitos da abrasão sobre as partículas e dos depósitos de sedimentação. Figura 1. Exemplo de curva de distribuição granulométrica do solo. Fonte: Pinto (2006) 6 2.2 Limites de Atterberg ou Limites de Consistência Segundo Dias (2004), analisar a grandeza das partículas permite entender características importantes, desde a sua origem, resistência, maturidade textural, composição, a alteração química, além dos efeitos da abrasão sobre as partículas e dos depósitos de sedimentação. De acordo com Pinto (2006), meramente a classificação granulométrica não salienta bem o comportamento dos solos sob o ponto de vista técnico. As frações finas do solo têm uma grande importância nesse comportamento. Já as variações do teor de umidade estão diretamente ligadas aos limites de consistência, quando mais úmido este irá se comportar como um líquido, quando perde parte da sua água, fica plástico, e quando mais seco, se torna quebradiço. Os limites de Atterberg são conhecidos como Limite de Liquidez e Limite de plasticidade, estes indicam a mudança de comportamento do solo em relação à umidade presente no mesmo. Esses limites são encontrados através de ensaios que são regidos pelas normas NBR 6459/2016 (limite de liquidez) e NBR 7180/2016 (limite de plasticidade). Figura 2. Limites de Atterberg dos solos Fonte: Pinto (2006) 2.2.1 Limite de Liquidez O limite de liquidez determina o maior de teor de umidade no solo, que quando excedido passa a se comportar como líquido, segundo a norma NBR 6459/2016 através do aparelho de Casagrande, se faz uma ranhura no solo e depois de 25 golpes 7 constata-se se a abertura se fechou, definindo o teor de umidade presente no solo. Figura 3. Aparelho de Casagrande Fonte: Cava (2018) 2.2.2 Limite de Plasticidade O limite de plasticidade, indica o menor teor de umidade no qual se consegue fazer um molde de um cilindro de 3 mm com a palma da mão como representado na figura 4. Figura 4. Ensaio de limite de plasticidade Fonte: Viana (2011) 2.2.3 Índice de Plasticidade O índice de plasticidade é o fator que determina que o solo se encontre no 8 estado plástico, este é determinado pela diferença do limite de liquidez com o limite de plasticidade, conforme a equação 1. IP = LL − LP (1) Conforme aponta Caputo (1987), os solos podem ser classificados da seguinte maneira: Fracamente plásticos – 1< IP<7; Mediamente plásticos – 7 <IP <15; Altamente plásticos – IP >15. Figura 5. Índices de alguns solos do Brasil Fonte: Pinto (2006) 2.3 CBR – California Bearing Ratio O ensaio de CBR NBR 9895/2016 é realizado a fim de definir a resistência e expansão de um solo em um corpo de prova, desta forma faz-se uma determinada pressão padronizada, através de um pistão cilíndrico no material, fazendo uma relação a pressão precisada para penetrar este pistão e a pressão necessitada para penetrar este mesmo pistão em uma pedra britada padrão. Por meio deste mesmo ensaio pode se determinar a expansão do solo, 9 deixando a amostra em um corpo de prova sob a água por 4 dias, sendo que a cada 24 horas passada, se faz uma nova coleta de dados, através do leitor do equipamento. 2.4 Classificação de Solos Através da classificação dos solos de forma técnica é possível compreender os possíveis comportamentos que o solo terá, ou obter informações de quais métodos escolher para fazer estudos que indiquem as melhores atenuantes do problema (PINTO, 2006). Reporta Pinto (2006), as críticas existentes de outrem, aos vários tipos de sistemas, já que os solos podem se comportar de diversas maneiras, entretanto o mesmo cita a importância dos números para impor limites a essas classificações, contrariando teses defendidas por outros. O autor supracitado mostra a importância dos sistemas de classificação dos solos e dos perigos que possa ocorrer através de classificações errôneas, e remete que para a classificação dos solos são levados em consideração a granulometria e os limites de consistência. Sendo os principais S.U.C (Sistema Unificado de Classificação) e H.R.B – AASHTO (Classificação Rodoviária). 2.4.1 Sistema de Classificação H.R.B (Rodoviário) - AASHTO O sistema H.B.R inicia sua classificação da mesma forma que o sistema unificado, através averiguação do que se passa na peneira n° 200, entretanto somente é considerado 35% de granulação grosseira que passa nesta peneira, ao invés de 50% como é o caso do S.U.C. Segundo Pinto (2006), este sistema classifica os solos em grupos e subgrupos em relação a sua funcionalidade e plasticidade. Os solos granulares são divididos em A1 a A3 e os solos finos de A4 a A7 sendo que o A1, A2 e A7 se dividem em subgrupos. 10 Figura 6. Classificação do solo rodoviário H.B.R Fonte: Pinto (2006) Já os solos finos são subdivididos, já que usam somente o critério do índice de plasticidade para sua classificação. Figura 6. Classificação H.B.R para solos finos Fonte: Pinto (2006) 11 2.5 Métodos Empregados nos Serviços Segundo Lozano (2012), no controle tecnológico deve ser considerados alguns aspectos para obtenção de resultados satisfatórios como: 1. Certificar que a geometria de execução está de acordo com o projeto; 2. Determinar a altura de escavaçãoaté o solo de fundação; 3. Demarcar faixas de compactação na largura do rolo compactador; 4. Calcular a espessura da camada compactada (no máximo 20 centímetros); 5. Dimensionar a sobre largura dos taludes; 6. Solicitar a execução de gabarito para verificar a inclinação do talude; 7. Especificar as cotas, largura e inclinação das bermas e platôs; 8. Durante as escavações, coletar amostras indeformadas para execução de ensaios triaxiais; 9. Garantir que o encontro do aterro com o maciço de solo natural seja feito em degraus; 10. Garantir que a compactação no encontro fique de acordo com o projeto. 11. A drenagem provisória deverá ser executada antes da fase de compactação e outras fases das obras e deverá ser ajustada, quando necessário, durante a obra. 12. Lançamento e espalhamento das camadas soltas de aterro; 13. Definir previamente as faixas de compactação por meio de cruzetas e estacas; 14. Colocar piquetes a cada 10 metros, para verificar a espessura da camada compactada; 15. As faixas de compactação devem ser sobrepostas; 16. Controlar visualmente a homogeneidade, verificando se há mudança de solo proveniente da área de empréstimo; 17. Coletar amostras para ensaios de caracterização e próctor normal para cada mudança solo (adotando no mínimo 3 amostras); 18. Fazer um “croqui” com a locação e numeração da coleta de amostras; 19. Quando houver mudança de solo da área de empréstimo ou mudança de jazida, devem-se ter definidas as especificações técnicas deste solo antes do lançamento; 20. O lançamento e espalhamento deverão ser executados em uma única faixa. Assim, mesmo após um período de chuvas, tem-se frente de trabalho no restante da praça que se encontra compactada e selada; 21. Verificar a homogeneidade do solo de fundação, quanto à resistência; 22. Exigir uniformidade das camadas, através do número de passadas do rolo compactador; 23. A espessura da camada não deve ter mais que 20cm compactada, salvo se existir na obra equipamento que permita espessuras maiores; 24. Executar coleta de corpos de prova por cravação de cilindros tipo triaxial ou hilf, e copinhos, para determinação de densidade e umidade em laboratório a cada 300 m3, no mínimo dois por camada e, quando houver mudança do tipo de solo, proveniente de área de empréstimo; 25. O engenheiro deverá comparar os resultados dos ensaios de laboratório com o grau de compactação (GC) e o desvio de umidade (∆h) especificados em projeto, e informar imediatamente ao encarregado de campo; 26. Solicitar escarificação para recompactação, secagem ou umedecimento da camada, caso não se apresente nas condições especificadas no projeto. 27. Solicitar que a última camada seja selada sempre que os serviços forem paralisados ou quando houver iminência de chuvas; 28. Fazer um “croqui” com a locação e numeração dos ensaios realizados; 29. Solicitar execução de proteção superficial em taludes. (LOZANO, 2012) 12 Figura 9 – Encontro de aterro com maciço (Etapa 9). Fonte: Lozano (2012) Figura 10 – Faixas de compactação (Etapa 15). Fonte: Lozano (2012) 3 METODOLOGIA Foram feitas coletas de dados para realização de ensaios, que visa indicar as formas adequadas para manejar cada tipo de solo. Foi executado ensaios para determinar as características dos solos, e também do teor de umidade e o grau de compactação, além da verificação da densidade in situ, analisando se os mesmos estão de acordo com as normas vigentes, e com as especificações dos projetos. As amostras foram recolhidas em três pontos, com uma porção de aproximadamente 5kg. A área foi escolhida de forma visual, sendo observados os pontos remanescentes da escavação, e a que melhor se adequou aos parâmetros que 13 devem ser analisados. 3.1 Caracterização do solo Os ensaios granulométricos foram realizados conforme a normativa NBR 7181/2016, e a caracterização do estado em que o solo se encontra, que definiu as suas características e suas constantes, estabelecendo parâmetros com as normas para determinação da melhor forma de manejar o solo. Essas classificações foram feitas através do peneiramento do solo e ensaios de limite de liquidez NBR 6459/2016 e de plasticidade NBR 7180/2016. Para se fazer o ensaio granulométrico, determinou a quantidade do material coletado para usar como amostra, conforme a NBR 6457/2016. Quando definido os valores, o material foi colocado nas peneiras conforme a NBR 7181/2016, e, através dos resultados, obteve-se a curva granulométrica, o que evidencia as características do solo, conforme a classificação utilizada. Já para a definição dos limites de liquidez e plasticidade, foi separado o material coletado em campo e feito a preparação conforme a NBR 6457/2016. De acordo com a norma NBR 6459/2016, para o ensaio de limite de liquidez (LL), é necessária a adição de água até que forme uma pasta homogênea, posto isso, coloca- se a pasta no aparelho de Casagrande e realiza-se uma ranhura no meio da amostra, com auxílio de um cinzel. Feito isso, é preciso que a concha do aparelho sofra 35 golpes em uma queda de 2,5cm; após isso, foi feito a medições entre as aberturas da ranhura. Esse procedimento foi realizado com mais 3 pontos, para se obter o gráfico de plasticidade. Da mesma forma, a NBR 6457/2016 rege a preparação das amostragens do limite de plasticidade. Conforme o ensaio normatizado pela NBR 7180/2016, é preconizado a obtenção 10g da amostra já preparada, e posto sobre uma placa de vidro que suporte a pressão da palma de uma mão; feito isso, a amostra foi rolada até quando alcançou um formato cilíndrico, com 3mm de diâmetro, e um comprimento de 100mm, o procedimento foi refeito mais três vezes e que não ultrapasse um desvio padrão de 5% do primeiro procedimento e após isso foi colocou em estufa para determinação de umidade. Desta forma, foi definido também o índice de plasticidade através da diferença dos resultados do limite de liquidez e de plasticidade. 14 Já para a determinação de resistência e expansibilidade do solo foi realizado o ensaio de ISC – (Indice de Suporte California) preconizado pela NBR 9895/2016. Na análise, foi avaliado a resistência do solo que havia sido testado no ensaio de proctor e posteriormente passou 4 dias sob a água, a resistência foi averiguada através da penetração do pistão estabelecido pela norma. O pistão tem uma área de contato de 19,4cm² e tem como um velocidade de penetração 0,05pol/minuto, o que corresponde a 1,27mm/minuto, o tempo de duração deste ensaio é de 6 minutos. Foi feito um relatório com os dados obtidos a cada 30 segundos do experimento, até alcançar os 6 minutos como instrui a norma. Após é feito uma associação entre pressão padronizada para que o solo penetre um solo-padrão de pedra britada e a pressão encontrada na penetração da mesma quantidade padrão, determinados pelas penetrações de 2 e 4 minutos, utilizando o maior resultado para o cálculo. Desta forma o ISC ou CBR (California Bearing Ratio) é dado pela equação 2. 𝐶𝐵𝑅 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑝𝑎𝑑𝑟ã𝑜 × 10 (2) 3.2 Grau de compactação Conforme a norma NBR 7182/2016 o ensaio de Protcor estabelece o grau de compactação e o seu teor de umidade. Além da densidade in situ, foi determinado a umidade do material que passa na peneira n° 4, ainda seco; feito isso, colocou água na amostra até adquirir uma constância e homogeneização com uma presumida umidade de 5% abaixo da umidade ótima, então esse material foi submetido a energia de compactação através de um soquete de 2,5kg, que era lançado de uma altura de 0,305m em um molde cilíndrico pequeno de três camadas iguais, foi aplicado 26 golpes de forma igual em toda a superfície da camada. Depois, determinou-se a massa específicado material. Já quando se estava removendo a amostra do molde, foi retirada uma porção do interior da mesma, para determinar o teor de umidade, e através desses dois valores encontrou a densidade seca. 15 Em seguida, foi feito o destorroamento, e acrescentada umidade em torno de 2%, e assim refez o procedimento para obter novos valores. Desta forma, foram repetidos vários ensaios, sendo observado o declínio seguido de dois ou três valores de densidade seca dos experimentos. Quando alcançado esses números, não houve mais necessidade de outras repetições, já que foi atingida a umidade ótima. Desta maneira determinou-se a curva de compactação, massa específica aparente seca máxima, umidade ótima e a curva de saturação. 3.3 Métodos empregados Foi analisado o procedimento dos métodos utilizados, tais como a escolha das jazidas, do transporte e maquinários, além do controle quanto a camada de espalhamento e o grau de compactação, e se foi respeitado os quesitos das normas, para utilização dos ensaios e assim comparado aos parâmetros obtidos através das obras bibliográficas sobre o assunto. 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1 Ensaios de caracterização do solo Os ensaios de caracterização de solo apresentaram informações importantes para que se possa fazer a classificação do material e a dessa forma permitiu o correto manejo do solo. 4.1.1 Análise granulométrica por peneiramento O procedimento de análise granulométrica foi executado conforme as normas de preparação de amostra e a de realização do ensaio conforme a tabela 1. 16 Tabela 1. Preparação da amostra AMOSTRA TOTAL SECA Amostra total úmida (g) 2000,0 Retido Nº 10 (g) 1299,77 Passado na Nº 10 (g) 700,23 Peso da água (g) 24,0 Passado Nº 10 seco (g) 691,82 Amostra total seca (g) 1976,00 Fonte: Autor (2019) Após a preparação da amostra, foi realizado o peneiramento do material para se obter os resultados de classificação do solo, conforme pode se observar na tabela 2. Tabela 2. Peneiramento da amostra para análise granulométrica Fonte: Autor (2019) Através do peneiramento pôde traçar o gráfico granulométrico, conforme especifica a norma NBR 7181/2016, relacionando a percentagem que passa em relação a abertura das peneiras, obtendo o resultado gráfico representado pela figura 11. 98,2 98,2 74,2 41,0 13,2 12,3 8,9 0,42 9,52 4,76 1,79 0,00 26,74 0,00 2,06 0,00 359,89 27,69 0,07450,32 91,13,36 496,30 14,05 86,8416,84 25,40 PESO (g) Porc. da amostra menor Nº10 (g) PENEIRA mm Porc. que passa da amostra total Porcentagem da amostra total Porcentagem acumulada 0,94 27,84 1,8 59,0 1,8 32,07 2,00 87,7 33,1438,18 19,10 24,03 25,8 CURVA GRANULOMÉTRICACURVA GRANULOMÉTRICACURVA GRANULOMÉTRICA 17 Figura 11. Gráfico da análise granulométrica Fonte: Autor (2019) De acordo com os valores originados pelo ensaio é possível observar a percentagem de cada característica do solo, conforme a tabela 3. Tabela 3. Resumo granulométrico Fonte: Autor (2019) Ao analisar o solo, foi constatado que este material tem a maior parte de sua composição pedregulhosa com 59%, o que demonstra que este solo é graúdo. 4.2 Limites de Consistência Através da NBR 6459/2016, foi determinado o limite de liquidez deste solo, já o limite de plasticidade é determinado conforme instrui a NBR 7180/2016 e o índice de plasticidade é a diferença entre estes limites. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,01 0,10 1,00 10,00 100,00 % P as sa n te Abertura das peneiras Análise Granulométrica 59,0 27,8 0,9 3,4 8,9 100,0 grossa 4,8 - 2,0 mm Média 2,0 - 0,42 mm Pedreg. Acima 4,8 mm Total fina Nº 40 - 200 Passando Nº 200 A re ia 18 4.2.1 Limite de Liquidez Por meio do aparelho de casa grande, foram feitos os procedimentos preconizados pela norma, dessa forma foi determinado valores relacionados com a umidade e ao número de golpes utilizado. A tabela 4 demonstra os resultados obtidos na realização do ensaio. Tabela 4. Ensaio de limite de liquidez Fonte: Autor (2019) Conforme os valores apresentados em tabela, obteve o gráfico (figura 12) em relação a umidade e os golpes da umidade atingida. Figura 12. Gráfico do limite de liquidez Fonte: Autor (2019) Cápsula nº: 24 21 5 11 20 C + S + A g 35,73 42,90 38,83 39,07 35,19 C + Solo g 31,67 38,67 34,24 34,79 30,73 Cápsula g 11,93 18,65 13,88 16,72 12,94 Água g 4,06 4,23 4,59 4,28 4,46 Solo g 19,74 20,02 20,36 18,07 17,79 20,6 21,1 22,5 23,7 25,1 50 40 25 18 10 Umidade % GOLPES A M O S T R A 19 Assim como é preconizado pela norma deste ensaio, o limite de liquidez com 25 golpes apresentado por este material ensaiado é de 22,5%. 4.2.2 Limite de Plasticidade De acordo com a norma NBR 7181/2016 foi realizado o ensaio de limite de plasticidade que apresentou os resultados conforme a tabela 5. Tabala 5. Ensaio de limite de plasticidade Fonte: Autor (2019) Com os dados de limites de plasticidade e de liquidez, se pode encontrar o valor do índice de plasticidade, fator muito importante para a determinação do tipo de solo. Conforme a equação 1, pode-se encontrar o índice de plasticidade IP=22,5- 18,5 o que resulta em um IP= 4% sendo classificado como fracamente plástico conforme a tabela 6. Cápsula nº: 110 107 62 45 3 C + S + A g 19,57 20,98 21,42 21,35 27,75 C + Solo g 18,37 19,90 20,31 20,20 26,47 Cápsula g 11,69 11,24 14,20 13,96 19,54 Água g 1,20 1,08 1,11 1,15 1,28 Solo g 6,68 8,66 6,11 6,24 6,93 Umidade % 18,00 12,50 18,20 18,40 18,50 LIMITE DE PLASTICIDADE : 18,5 % LIMITE DE PLASTICIDADE A M O S T R A 20 Tabela 6. Classificação quanto ao Índice de plasticidade Classe de Solo Classe Índice de plasticidade % Termo 1 Menor que 1 Não plástico 2 1 a 7 Fracamente plástico 3 7 a 15 Mediamente plástico 4 Maior que 15 Altamente plástico Fonte: Pinto (2006) 4.3 Classificação do solo Com os valores obtidos nos ensaios de granulometria e no dos limites de Attemberg e com o auxílio da figura 6, pôde classificar os solos conforme o Sistema Rodoviário de Classificação – AASHTO. Com as informações obtidas nos ensaios, este solo é classificado como A-1a. 4.4 Ensaio de compactação Condicionado pela NBR 7182/2016, foi realizado o ensaio de compactação e de acordo com os resultados pôde se fazer a curva de compactação, apresentado no gráfico (figura 13). Figura 13. Curva de compactação Fonte: Autor (2019) 2.193 7,1 2.000 2.020 2.040 2.060 2.080 2.100 2.120 2.140 2.160 2.180 2.200 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 M as sa e sp e cí fi ca ( K g/ m 3 ) Umidade (%) 21 De acordo com o gráfico a densidade seca máxima e a umidade ótima é respetivamente de 2.193 (Kg/m3) e 7,1%. 4.4.1 Grau de compactação Através do ensaio de frasco de areia, que é realizado in situ, pôde se obter os seguintes resultados conforme a tabela 7. Tabela 7. Ensaio de Frasco de Areia Fonte: Autor (2019) Utilizando os valores obtidos no ensaio, pôde se encontrar o valor do grau de compactação conforme a equação 3. 𝐺𝑐 = 𝛾𝑠 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 𝛾𝑠 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 × 100 (3) Gc=99%, o que representa um bom resultado, pois conforme a NBR 5681/2015 o valor mínimo exigido do grau de compactação é de 95%. 4.5 CBR O ensaio de CBR foi preconizado pela NBR 9895/2016, que obteve os valores conforme a tabela 8. Massa específica da areia Volume do furo umidade do solo 1,325 g/cm³ 1362 cm³ 10,40% Peso dosolo úmido Fator de conversão Peso do solo seco 3010 g 0,91 2210 g Massa específica seca in situ 2,002 g/cm³ Massa específica seca Máxima 2,010 g/cm³ 22 Tabela 8. Ensaio de CBR Fonte: Autor (2019) Desta forma o valor de CBR encontrado por meio da equação 2 para este material foi de 69% com as pressões padronizadas em 0,1 pol = 70,31 kg/cm² e de 0,2 pol = 105,46 kg/cm². Já para a realização do ensaio de expansão do corpo de prova, obteve resultados nulos, onde somente a leitura inicial apresentou uma variação de 2%, já nas leituras de 24, 48, 72 e 92 horas foi de 0%, o que resulta em uma expansão nula. 4.6 Métodos empregados Os métodos empregados são tão importantes quanto os ensaios realizados, uma vez que se algum serviço for aplicado de forma incorreta pode gerar transtornos em toda a etapa de terraplenagem. A escolha da jazida para a obra foi escolhida de forma que diminuísse o custo e que não perdesse a qualidade do material, desta forma o DMT= 8,45 Km, o que proporcionou um bom fator tecnico-economico para a obra. Já quanto a escolha do maquinário para a obra, foi de tamanha precisabilidade, já que a quantidade dos equipamentos não permitia folgas das atividades, o que resulta em ganhos econômicos e evita a perda de umidade para a compactação adequada e com os maquinários certos para a atividade, como a moto niveladora e o rolo compactador pé de carneiro. ORDEM: I.S.C. m.m. POL. DETER. CORRIG. % 0 0 0,63 0,025 30 3,17 0,00 1,27 0,050 205 21,63 0,00 1,90 0,075 300 31,65 2,54 0,100 400 42,20 60,00 3,81 0,150 540 56,97 5,08 0,200 690 72,80 69,00 7,62 0,300 780 82,29 30 SEG. 1,5 MIN. TEMPO 2 MIN. 3 MIN. 4 MIN. 6 MIN. CILINDRO N.º : 1 MIN. 7,00 PENETRAÇÃO PRESSÃO kg/cm2 HOT LEITURA ANEL 23 CONSIDERAÇÕES FINAIS Conforme estabelece as normas da ABNT sobre a execução da terraplanagem, são necessários que sigam-se parâmetros como por exemplo: CBR e grau de compactação, os quais na presente pesquisa atingiram 69% e 99% respetivamente. Isso porque a umidade e a escolha do material foi relativamente bom. Esse fato foi identificado por meio do controle tecnológico, já que através dos ensaios é possível estabelecer critérios importantes para a realização de aterros. Outrossim, são as boas práticas aconselhadas por grandes autores como Caputo e Lozano sobre o assunto deve ser sempre considerados, já que a qualidade e durabilidade da pavimentação dependem dos métodos empregados nos serviços, a exemplo: altura das camadas, homogeneização do solo e até mesmo a geometria de cortes e aterros, além da primazia por uma jazida com especificações técnicas adequadas para o tipo de aterro almejado, levando em conta o fator técnico- econômico que foi favorecido pelo DTM de 8.5 km. No tocante ao maquinário é de suma importância a utilização correta, pois há variação para cada tipo de solo trabalhado. Tudo isso corrobora para obter-se os melhores resultados e diminuindo os custos da execução do projeto, para o nivelamento do terreno e a compactação do aterro. Quanto a obra executada, foi bem explorado o controle tecnológico, o que é notado nos resultados dos ensaios e na utilização dos métodos empregados. Apesar do material trabalhado apresentar pouca plasticidade, tem uma adequada resistência como indicado pelo ensaio de CBR e uma boa compactação como pôde ser observado pelo ensaio de Proctor e o grau de compactação. E por conseguinte é evidente a importância do controle tecnológico como explanado no estudo, onde conseguiu-se obter bons resultados nos ensaios. Dessa forma, a ausência do controle tecnólogo traz grandes consequências para obras que necessitam do serviço de terraplanagem ao passo que a durabilidade, a qualidade e a resistência atingem níveis baixíssimos, o que gera um maior custo, e que poderia ser evitado com a implantação do controle tecnológico na execução dos aterros. 24 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFIAS ABRAM, Isaac e ROCHA, Aroldo. Manual Prático de Terraplenagem, 1ªed., Salvador/BA, 2000. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5681: Controle Tecnológico da Execução de Aterros em Obras de Edificações. Rio de Janeiro, 2015. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: Solo – Preparação de Amostras. Rio de Janeiro, 2016. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: Solo –Limite de Liquidez. Rio de Janeiro, 2016. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180: Solo – Determinação do Limite de Plasticidade. Rio de Janeiro, 2016. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181: Solo – Análise Granulométrica. Rio de Janeiro, 2016. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7182: Solo – Ensaio de Compactação. Rio de Janeiro, 2016. CAPUTO, H.P. Mecânica dos solos e suas aplicações. 6.ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos, 1987. 219p. CAVA, F. Mecânica dos solos – “Limite de Liquidez”. São Paulo, 2018. Disponível em:< https://alemdainercia.wordpress.com>. Acesso: 09 de abril de 2019. DIAS, J.A. Analise sedimentar e o conhecimento dos sistemas marinhos. FARO: Universidade de Algarve, 2004. 90p. FERNANDES, M. Sebenta de Mecânica dos Solos, Vol.I. FEUP, Porto, 1994. LIMA, A. P. - OBRAS DE TERRA - Compactação dos solos. 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Fotos dos equipamentos dos ensaios LL e LP tiradas no laboratório de Geotecnia da Faculdade de Tecnologia e Ciências de Vitoria da Conquista – BA. 2011