servicos escavação

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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE CONSTRUÇÃO CIVIL PCC - 2435: Tecnologia da Construção de Edifícios I

Equipamentos e aspectos executivos

Prof. Dr. Francisco Ferreira Cardoso Revisão de texto: Júlio Yukio Shimizu

• FEVEREIRO / 2002

1. INTRODUÇÃO1
2. ESCAVAÇÃO DE GRANDES VOLUMES DE SOLO EM ÁREAS LIMITADAS5
3. ESCAVAÇÃO DE SOLOS NÃO CONSOLIDADOS JUNTO À PRESENÇA DE ÁGUA13
4. ESCAVAÇÃO VERTICAL EM ÁREAS LIMITADAS16
5. ESCAVAÇÃO DE VALAS19
6. COMENTÁRIOS FINAIS24

1. INTRODUÇÃO

Os serviços de escavaçªo visam a retirada de solo de um dado terreno a fim de se atingir a profundidade ou a cota necessÆria a execuçªo de uma determinada construçªo.

Diferem, portanto, dos serviços de terraplenagem, uma vez que estes envolvem, alØm do desmonte ou da escavaçªo em si, as etapas de transporte e aterro. No entanto, apresentam bastante semelhanças, sobretudo por lidarem com o mesmo material - o solo - e por compartilharem o uso de determinados equipamentos. como veremos mais adiante.

Sªo serviços indispensÆveis as mais diferentes obras civis, desde a construçªo de edifícios. no caso de subsolos enterrados ou piscinas, ate a construçªo de barragens. Assim, as escavaçıes sªo executadas em obras como: edifícios, adutoras d’Ægua, coletores de esgoto, metros, rodovias e ferrovias, aeroportos, canais, barragens, aterros sanitÆrios, etc.

Por esse amplo espectro de aplicaçıes. fica claro que devemos estudar os serviços de escavaçªo em funçªo dos aspectos tØcnicos neles envolvidos, e nªo pelo porte ou tipo da obra a que se destinam.

Assim, os serviços de escavaçªo caracterizam-se pelos seguintes aspectos:

• quantidade de solo a ser removido; • localizaçªo da escavaçªo;

• dimensıes da escavaçªo;

• tipo de solo a ser escavado;

• destino dado ao material retirado.

Ao considerarmos esses diferentes aspectos, podemos organizar os tipos de escavaçıes em sete diferentes categorias (ver Figura 1):

• de grandes volumes em Æreas limitadas; • de grandes volumes em grandes Æreas;

• de solos nªo consolidados, sobretudo argilas e siltes;

• verticais em Æreas limitadas;

• abertura de valas;

• abertura de tœneis;

• dragagem.

Dessas sete, as duas œltimas nªo nos interessam no momento, sendo que usualmente nªo sªo considerados serviços de escavaçªo, merecendo um tratamento especial à parte.

As escavaçıes de grandes volumes em Æreas limitadas (Figura 1.a) sªo muito comuns na construçªo de edifícios, nos quais usualmente construímos 1 ou 2 subsolos enterrados, atingindo escavaçıes de mais de 10 m de profundidade. Nesses casos, a tØcnica usual Ø se dispor o equipamento de escavaçªo dentro da Ærea a ser escavada, sendo que esse vai escavando o solo no sentido do meio para os limites do terreno. O material escavado Ø retirado por caminhıes, que acessam o local por meio de rampas. A configuraçªo resultante sªo escavaçıes de contornos verticais ou quase verticais, algumas vezes inclusive contidas artificialmente (ver apostila Serviços de Contençıes).

Os equipamentos usualmente empregados nesses casos sªo a escavadeira de colher ou, simplesmente, escavadeira (Figura 2.a) e a pÆ-carregadeira, tambØm chamada escavocarregadeira, ou, simplesmente, carregadeira (Figura 3), sendo esta ultima utilizada em escavaçıes de menores volumes.

As escavaçıes de grandes volumes e grandes Æreas (Figura 1.b) sªo típicas de serviços de terraplenagem. Por nªo terem limitaçıes dimensionais em planta, usualmente sªo de limitadas por rampas suaves ao invØs de por paredes verticais. como no caso anterior. Isso faz Com que o acesso à Ærea escavada, sobretudo para a retirada do material, se dŒ sem a necessidade de construçªo de rampas de grandes inclinaçıes, permitindo a utilizaçªo de equipamentos como os scrapers (Figura 2.e), que cumprem o duplo papel de escavarem e transportarem o solo.

Figura 1 - Tipo de escavaçıes mais usuais:

(a) grandes volumes em Æreas limitadas; (b) grandes volumes em grandes Æreas; (c) de solos nªo consolidados; (d) verticais em Æreas limitadas (fonte: Carson)

Esse tipo de escavaçªo nªo serÆ por nos discutida, por ser ela típica dos serviços de terraplenagem, e por jÆ ter lÆ sido previamente estudada.

As escavaçıes de solos nªo consolidados (Figura 1.c) sªo executadas junto a presença de Ægua, como em margens de rios ou canais ou em encostas marítimas, em obras de retificaçªo, canalizaçªo, desassoreamento, construçªo de portos, etc.

O equipamento utilizado fica locado na parte nªo escavada, e nªo dentro da escavaçªo, como nos casos anteriores. sªo preferencialmente utilizadas as pÆs-de-arrasto (Figura 2.c).

As escavaçıes verticais em Æreas limitadas (Figura 1.d) sªo tipicamente executadas em solos nªo coesivos ou quando existe a presença de Ægua, sendo sempre indispensÆvel a execuçªo de contençıes laterais.

O equipamento recomendado Ø a concha (Figura 2.d), que se localiza fora da escavaçªo, junto ao seu limite, e retira o solo verticalmente.

Figura 2- Principais equipamentos utilizados em escavaçıes:

(a) escavadeira de colher (shovel); (b) retroescavadeira (backhoe); (c) pÆ-de-arrasto (dragline); (d) concha (clamshell); (e) scraper (fonte: Carson).

A abertura de valas Ø uma escavaçªo que se caracteriza por apresentar duas dimensıes bem definidas e de pequena extensªo: a largura e a profundidade. JÆ seu comprimento Ø bastante grande, sendo ela utilizada na execuçªo de obras lineares como galerias, adutoras, tœneis de metrô, etc.

Pode ou nªo implicar no uso de contençıes verticais. Os equipamentos preferencialmente utilizados sªo as retroescavadeiras (Figura 2.b) ou as conchas (Figura 2.d) que aqui tambØm se localizam fora da Ærea escavada, junto a sua periferia.

Antes de analisarmos com um pouco mais de cuidado essas cinco diferentes tØcnicas e seus respectivos equipamentos e interessante fazermos um comentÆrio acerca das escavaçıes de um modo geral.

For ser um serviço executado fundamentalmente pela manipulaçªo do solo, Ø evidente que o estudo, o desenvolvimento e a sistematizaçªo dos processos de escavaçªo nªo podem prescindir de conhecimento apurado desse material.

Assim um profissional que se dedique a execuçªo de escavaçıes deve estudar com profundidade Æreas da geologia e da mecânica dos solos e das rochas.

Figura 3- Tipos de escavo-carregadeiras:

(a) de esteira; (b) de pneus.

Por exemplo, ele deve conhecer as rochas, os minØrios, as formaçıes rochosas, os tipos de solos e seu processo de formaçªo e, inclusive, um pouco de geomorfismo (estudo da conformaçªo da superfície terrestre), sobretudo no caso de grandes escavaçıes em Æreas abertas.

Da mecânica dos solos ele deve conhecer propriedades tais como granulometria, ângulo de atrito e coesªo, compacidade. porosidade, permeabilidade, etc.

Da mecânica das rochas ele deve conhecer propriedades como textura, composiçªo mineralógica, estrutura, resistŒncia mecânica, fraturas, etc.

O que queremos dizer com isso Ø que para executarmos com sucesso uma escavaçªo nªo basta conhecermos tªo somente as tØcnicas executivas, mas tambØm os conceitos que estªo por traz delas, pois só assim especificaremos um serviço com o correto processo de execuçªo e o correto equipamento, economizando recursos e obtendo um resultado final de melhor qualidade.

2. ESCAVAÇÃO DE GRANDES VOLUMES DE SOLO EM ÁREAS LIMITADAS

Como jÆ dissemos, essas escavaçıes sªo tipicamente feitas em Æreas urbanas para construçªo de partes enterradas de edifícios.

Sªo delimitadas por paredes verticais ou quase isso, as quais, dependendo do tipo de solo do local e da vizinhança da escavaçªo, podem ou nªo ser contidas por estruturas de contençªo provisórias ou definitivas (ver apostila sobre o assunto).

Na grande maioria dos casos o equipamento mais recomendado para esse serviço Ø a escavadeira de colher ou shovel, a qual Ø capaz de escavar a maioria dos solos, inclusive os mais resistentes, alØm de facilmente carregar os equipamentos utilizados na retirada do material escavado.

A Figura 4 mostra um equipamento em operaçªo de corte (a) e carregando um caminhªo (b).

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