EXECUÇÃO DA TERRAPLENAGEM

1. PRINCÍPIOS BÁSICOS

Define-se terraplenagem como sendo o movimento de terras necessário para modificar o terreno pré-existente, de modo a se obter a configuração desejada num projeto de engenharia.

As etapas de execução da terraplenagem compreendem, essencialmente, a escavação – onde se define cota de implantação inferior à do terreno existente – e o aterro, nos locais onde a cota atual é inferior à especificada em projeto. Todavia, ainda que o aterro não seja executado com o material provindo da escavação exigida – o que é desejável, salvo por inadequação técnica ou econômica – sempre haverá necessidade de ser realizado o transporte do material escavado.

Por seu turno, mesmo que por vezes não explícitas, ainda devem ser consideradas as operações de carga e de descarga do material escavado para o meio de transporte e deste para o local do aterro, respectivamente.

Apesar de não se constituir numa exigência específica da terraplenagem, para que a obra apresente grau de resistência adequada aos esforços a que é submetida, torna-se indispensável a realização de compactação necessária a conferir estabilidade interna à massa constitutiva do corpo do aterro.

Então, esquematicamente, podem ser assim representadas as etapas integrantes dos serviços de terraplenagem:

• Escavação
• Carga
• Transporte
• Descarga
• Aterro
• Compactação

2. CORTES

A escavação, quando realizada ao longo da diretriz e na forma especificamente definida para conformar o corpo estradal, toma o nome particular de corte. Quando de pequena profundidade, inferior a meio metro, o serviço de corte é tambem denominado raspagem.

Para a terraplenagem, a execução de cortes é o tipo mais importante de escavação, para os casos de implantação de rodovias, ferrovias e pistas de aeródromos.

Os trabalhos consistem em se promover o contínuo aprofundamento da escavação, até que se atinja o nível da plataforma, respeitando-se a inclinação dos taludes das paredes laterais do corte.

Procura-se executar os cortes em solo com a utilização inteligente da ação da gravidade, isto é, promovendo-se o progressivo aprofundamento do corte em fatias inclinadas descendentes na direção do aterro.

São elementos indispensáveis, para essa tarefa, as referências representadas pelos off-sets, previamente implantadas com o auxílio da Nota de Serviço de Terraplenagem. Habitualmente, são também utilizados gabaritos triangulares de madeira, com o objetivo de controlar a correção dos ângulos dos taludes.

Assim procedendo, à medida que se aprofunda a escavação, vão sendo deixados degraus laterais, de tal sorte que a relação entre sua altura e largura seja equivalente à definida para a inclinação do talude.

A intervalos, da ordem de três metros, pode-se, se assim desejado, promover o corte desses degraus segundo sua hipotenusa, aplainando a superfície do talude. Apesar de ser este o procedimento mais usual, é recomendável a construção em degraus de pequena altura – ao redor de 25 centímetros – e a manutenção da superfície final assim obtida, sem aplainamento. Tal técnica traz como benefícios a melhoria das condições de estabilidade do talude, a redução dos efeitos da erosão hidráulica e maior facilidade na implantação de um eventual revestimento vegetal.

A declividade conferida aos taludes de corte – principal fator de sua estabilidade – é diretamente decorrente do tipo de solo trabalhado, consequência das características de coesão e atrito interno das partículas que o constituem. Como tal, os ângulos de talude só podem ser corretamente estabelecidos através de ensaios e estudos adequados, no âmbito da Mecânica dos Solos, o que deve ocorrer na fase de elaboração do projeto. A prática tem demonstrado que, para a maioria dos tipos de solo, consegue-se estabilidade com o talude na inclinação de 2/3, isto é, um afastamento horizontal de 2 metros para cada 3 metros de profundidade medida na vertical. Todavia, tal proporção deve ser verificada, principalmente sob condições climáticas e topográficas particularmente severas.

Na execução dos cortes – como na de qualquer outro tipo de escavação – o grau de dificuldade oferecido pelo solo a sua extração constitui um dos principais fatores que determinam a forma, a técnica e o rítmo dos trabalhos e, até mesmo, a seleção das ferramentas ou equipamentos empregados. No linguajar da engenharia de construção pesada, donomina-se de classificação a tal resistência.

Na terraplenagem mecanizada – o que, há várias décadas, é o procedimento usual – a classificação da escavação costuma ser apresentada segundo os seguintes estratos:

Primeira Categoria – compreende o material retirado pela ação escavadora das bordas cortantes dos diversos tipos de equipamentos, sem que haja necessidade de alterar a condição em que o solo se encontre “in situ”, e sem qualquer auxílio de equipamentos ou técnicas que realizem serviços suplementares.

Segunda Categoria – nesta se enquadram os materiais que exigem prévia desagregação antes de serem efetivamente escavados e, usualmente, tal desagregação é realizada por meio de escarificadores; neste caso, a depender do porte do escarificador necessário, existem técnicos que subdividem a tarefa de escarificação – por consequência a categoria da escavação – em leve, média e pesada. Há casos em que se verifica o emprego parcial de explosivos para facilitar a escarificação, notadamente quando da indisponibilidade de tratores de maior porte, capazes de tracionar escarificadores de grandes proporções, daí surgindo uma classificação não muito ortodoxa: a segunda categoria com uso de explosivos.

Terceira Categoria – enquadra os materiais que, mesmo não se tratando de rocha sã, oferecem tamanha resistência à extração, tornando inúteis as tentativas de escarificação pesada; neste caso, a escavação só é realizada através de técnicas especiais de desmonte, normalmente com o auxílio de explosivos; esse procedimento é estudado em capítulo específico, pois suas peculiaridades distinguem-no, sobremaneira, da terraplenagem em solo.

3. EMPRÉSTIMOS

Ainda que trabalhada no mesmo tipo de solo e ao longo de diretriz, a escavação suplementar, quando necessária para completar o volume de terra exigido pelos aterros (por insuficiência do volume de cortes) recebe a denominação de empréstimo.

A este propósito é sempre recomendável, quando detectada a necessidade de empréstimos, estudar-se modificação do projeto, de forma a reduzir o volume dos aterros. Verificada a impossibilidade de tal solução, passa-se a buscar o aumento do volume de cortes, prioritariamente por redução do ângulo e escalonamento dos taludes, por alargamento da plataforma e pelo aprofundamento do greide.

Quando ao longo de grandes extensões planas, pode-se alternativamente, executar os empréstimos a partir de escavações em forma de bacias de acumulação – gerando futuros lagos – ou mesmo pela implantação de valetões laterais contínuos, paralelos ao aterro e em cada lado deste, proporcionando elevação do greide e melhoria das condições de drenagem. Esta última técnica toma o nome particular de bota-dentro, no jargão peculiar do construtor.

A última hipótese a ser considerada é a da prática condenável da execução de empréstimos laterais em caixões, paralelos aos cortes, procedimento que normalmente prejudica a drenagem e as condições de estabilidade dos taludes dos cortes, além de, quase sempre, proporcionar um aspecto final lamentável, do ponto de vista paisagístico.

Qualquer que seja a forma do empréstimo, procura-se sempre realizá-lo com a utilização do material disponível em primeira categoria, evitando elevar, desnecessariamente, o custo dos serviços de terraplenagem. A esse respeito, convém registrar que o custo da escavação em segunda categoria é cerca de duas a quatro vezes superior ao da primeira, enquanto que o desmonte em terceira categoria pode ter custos multiplicados por dez ou vinte vezes em relação aos obtidos com materiais que prescindam de escarificação.

4. OUTROS TIPOS DE ESCAVAÇÃO

Os serviços de construção exigem outras modalidades de escavação, como as de valas diversas e os necessários para as cavas de fundação. Estas são, em geral, executadas manualmente, integrando-se às obras de arte especiais, correntes ou complementares.

Em muitos outros casos, como na extração de materiais de jazidas – tais como areais, cascalheiras e pedreiras – utilizam-se técnicas e equipamentos similares aos empregados em terraplenagem, porém não são serviços considerados como tal.

5. ATERROS

Consistem os aterros em obras de terra construídas pela deposição dos materiais previamente escavados, e posteriormente transportados, a partir dos cortes ou dos empréstimos.

Da necessidade estrutural da realização de compactação nos aterros decorre o método construtivo de sua execução em camadas sucessivas, com espessura média em torno de 20 a 50 centímetros, a depender do tipo de solo, das exigências das especificações e do equipamento utilizado.

Na execução dos aterros, o controle geométrico é também realizado através dos off-sets, muitas vezes contando com o auxílio de instrumentos simples, como níveis de mangueira e cruzetas de madeira.

No que respeita à formação dos taludes, adota-se procedimento similar ao do caso dos cortes, avançando-se, para dentro do aterro, em cada camada, uma distância na horizontal compatível com a espessura espalhada, de forma a ser obtida uma face lateral com a inclinação especificada. Aqui, também, os taludes são definidos pela Mecânica dos Solos, registrando-se, entretanto, que o mais habitual é exatamente o inverso do padrão dos cortes, isto é, na proporção de 3 para 2.

Quanto à qualidade do material a ser empregado nos aterros, observa-se que, na grande maioria dos casos, o solo retirado dos cortes pode ser diretamente aproveitado. Entretanto, convém atentar para algumas excepcionalidades, a seguir comentadas.

Quando da ocorrência de camada de humus – turfa ou terra vegetal – eventualmente não removida por ocasião do desmatamento, esta deve ser expurgada, pois se trata de material desprovido de resistência mecânica compatível para constituir o corpo do aterro. Algumas vezes o material deve até ser estocado para posterior aproveitamento no revestimento vegetal de taludes ou de outras áreas.

O carvão mineral – ou hulha – retirado dos cortes pulveriza-se em grãos muito finos quando se tenta compactá-lo, transformando-se em massa instável, não se prestando para erigir aterros. Portanto, deve ser descartado.

Os solos micáceos pulverizados tendem a se transformar em argila, quando em contato com a água, principalmente sob condições de temperatura elevada e submetidos a pressão. Seu uso em aterros, por consequência, deve ser feito com cuidados, observado o percentual da mica presente. Em geral, o solo micáceo não é crítico para a terraplenagem, porém se torna particularmente inadequado para a pavimentação, especialmente na camada de base sob revestimentos betuminosos, em virtude do alto grau de calor que estes absorvem.

Os solos predominantemente argilosos devem ser criteriosamente trabalhados na execução dos aterros, exigindo rigoroso controle da compactação e a construção de dispositivos convenientes de drenagem. Os maiores cuidados devem ser tomados na presença de argilas expansivas, normalmente as que contêm a montmorilonita como mineral constitutivo. Como recomendação geral, toda a terraplenagem feita em solos de tal natureza – não apenas os aterros, como também os cortes – deve ser realizada com taludes suaves e pequena movimentação, rolando-se o greide de forma a evitar alturas superiores a tres metros.

Os aterros executados com solo não coesivo – silte e areia – não costumam apresentar problemas de instabilidade, principalmente no caso da areia, por ser excelente material drenante e praticamente incompressível. Todavia, tais materiais apresentam o inconveniente de estarem sujeitos à erosão, o que pode provocar a destruição rápida da obra. A estratégia de construção recomendada nesses casos é a de se executar apenas o núcleo do aterro com o material não coesivo, lateralmente protegido por uma camada de outro tipo de solo, com algum teor de argila e menos sujeito à erosão. Por facilidade de método construtivo, a amplitude dessa camada lateral é definida pela largura do próprio equipamento de construção e compactação.

A rocha extraída dos cortes raramente é empregada na execução dos aterros. Primeiramente, quando se tratar de material pétreo de qualidade, é geralmente reservado para destinações mais nobres, como a construção de obras de alvenaria ou, após britado, para integrar concretos de cimento Portland ou betuminosos, ou ainda para compor camadas de pavimentos rodoviários e de lastro ferroviário. Por outro lado, a existência de blocos de rocha, entremeando solos destinados aos aterros, dificulta a operação dos equipamentos usuais de terraplenagem e praticamente impossibilita a compactação. Quando necessários, habitualmente em obras que devem permanecer submersas em água, os aterros de pedra – denominados de enrocamentos – são executados por simples despejo dos blocos, sendo sua estabilidade conseguida pelo peso próprio e pelo atrito entre os fragmentos.

6. BOTA-FORAS

Se o projeto de terraplenagem condicionar a que o volume do solo aproveitável dos cortes supere o volume necessário para o consumo dos aterros – o que deve ser evitado, salvo impossibilidade – haverá excesso de material geotecnicamente adequado para aterro. Ao descarte desse material denomina-se de bota-fora, cuja ocorrência mais comum se verifica no preparo de áreas para assentamento de edificações, sendo mais raro na construção de estradas.

Torna-se evidente que, sempre que for possível e conveniente o aproveitamento de tal excesso, esta é uma providência recomendável, sob todos os aspectos. Os meios usuais de realizá-la são o alargamento da plataforma, a elevação do greide e a suavização dos taludes dos aterros.