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Cálculo de empolamento e contração do solo

12/06/2012


Os volumes de terra medidos pela topografia são diferentes dos que precisam ser carregados no caso de aterros ou cortes no terreno. Confira como calcular a quantidade de caminhões e caçambas em serviços de terraplenagem


Empolamento e contração do solo

Ao escavar o solo, a terra fica solta e passa a ocupar mais espaço. Esse efeito é conhecido como empolamento e é expresso em porcentagem. Se ao escavar 1 m3 de solo ele aumenta para 1,3 m3, o empolamento é de 30%.
É importante conhecer esse fenômeno para planejar os equipamentos, principalmente de transporte, e também a produtividade. Caso o volume de corte do solo seja de 100 m3, o total a ser transportado será de 130 m3, graças ao empolamento.
O oposto do empolamento é a contração. Ou seja, o quanto a terra ocupa a menos de volume quando compactada. Nesse caso, o volume final é inferior ao que a terra ocupava no corte. Assim, para executar um aterro com 1 m3, será preciso mais que 1 m3 de terra.

CÁLCULO PRÁTICO DO EMPOLAMENTO


1. Vamos imaginar uma obra que necessite escavar 50 m3 de terra, medido pelo serviço de topografia. O objetivo é descobrir o Vs (volume de terra solta) para definir o transporte, o que é calculado a partir da seguinte fórmula, sendo que "Vc" é o volume medido no corte; e "E" é o empolamento.
Vs = Vc (1 + E)
2. Para exemplo, vamos considerar que a terra é comum, com taxa de empolamento de 25%. Para realizar a conta, transforme a porcentagem em 0,25. A conta fica assim:
Vs = 50 (1 + 0,25)
Vs = 50 x 1,25
Volume de terra solta = 62,5 m3
3. Portanto, depois da escavação, o volume de terra, que era de 50 m3 no corte, aumentará para 62,5 m³.

 
TAXA DE EMPOLAMENTO

Segundo o livro Como Preparar Orçamentos de Obras, de Aldo Dórea Mattos, publicado pela Editora PINI, cada tipo de solo possui uma taxa de empolamento. Veja:
MATERIAL E (EMPOLAMENTO %)
Rocha detonada - E 50%
Solo argiloso - E 40%
Terra comum- E 25%
Solo arenoso seco - E 12%

ATENÇÃO
Uma caçamba comum tem capacidade média de 5 m3. Sem considerar a taxa de empolamento, seriam necessárias dez para carregar 50 m3. Portanto, muito cuidado ao realizar esse cálculo, pois na verdade são necessárias 12 caçambas.

CÁLCULO PRÁTICO DA CONTRAÇÃO


A contração ocorre quando o volume final é inferior ao que havia no corte. Se 1 m3 de solo (medido no corte) contrai para 0,9 m3 no aterro após compactação, a redução volumétrica é de 10%.
Para saber quanto de terra será necessário cortar para fazer um aterro com 50 m3 - e considerando redução volumétrica de 10% - vamos utilizar a seguinte fórmula:
Vc = Va/C
Onde:
Vc = Volume de terra medido no corte
Va = Volume compactado no aterro
C = Contração (se a redução volumétrica é de 10%, a contração é de 90%) Aplicando a fórmula, lembre-se de mudar a porcentagem. Assim: 90% = 0,90. Portanto:
Vc = 50/0,90
Vc = 55,55 m3


Se também quiser saber o volume de terra solta a ser transportada - usando a mesma taxa de empolamento de 25% -, basta utilizar, novamente, a fórmula:
Vs = Vc (1 + E) Vs = Vc (1 + E) Vs = 55,55 m3 (1 + 0,25) Vs = 55,55 m3 x 1,25 Volume de terra solta = 69,4 m3


Conclui-se, portanto, que para fazer um aterro com volume final de 50 m³ é necessário escavar 55,55 m3 e transportar 69,4 m3 de terra.

 


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