A fundação direta é limitada em solos colapsíveis pois o efeito do colapso é mais acentuado nas camadas superficiais do terreno. Diante deste cenário, nesta pesquisa foi avaliada uma nova técnica de reforço de solo com a finalidade de viabilizar o uso de fundações diretas para controlar e reduzir o recalque das fundações devido ao colapso. A técnica proposta consiste na execução de colunas de solo laterítico compactado, inseridas na camada colapsível. O processo de compactação das colunas provoca a densificação do solo ao seu entorno, e consequentemente reduz a compressibilidade da massa de solo reforçado. Neste trabalho também foi verificado se a compactação radial do solo em torno da coluna estava relacionada com a geometria do pilão utilizado. Para compreender estes efeitos, foram realizados ensaios em laboratório, em escala reduzida, para avaliar qualitativamente duas geometrias de pilões diferentes, uma cônica e outra cilíndrica (tradicionalmente utilizada na engenharia de fundações). Como resultado desta análise, concluiu-se que a geometria cônica apresentou uma maior compactação lateral do solo no entorno da coluna, comparando-se com a geometria cilíndrica. Para analisar a eficiência do método de reforço proposto, foram executadas e ensaiadas colunas em escala real no solo colapsível do Campo Experimental de Fundações da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. Para esta análise, foram realizadas provas de carga em placa em solo com e sem reforço. Os ensaios foram realizados com e sem a inundação do terreno para se verificar o efeito da inundação no comportamento do solo reforçado. Desta forma, foi possível avaliar o ganho de capacidade de carga e a redução dos recalques devido à execução dos elementos de reforço ensaiados. Por meio dos resultados obtidos nas provas de carga em placa constatou-se a eficiência do método na redução do recalque e no aumento da capacidade de carga. Comparando-se as curvas dos ensaios de placa com e sem reforço, observou-se um aumento da capacidade de carga de quatro vezes em consequência da instalação do reforço. / The use of shallow foundation is limited on collapsible soils due to the collapse effect pronounced in superficial layers. Considering this scenario, this research presents a new soil reinforcement technique in order to reduce the settlement of foundations due to the collapse. The proposed technique involves the execution of compacted lateritic soil columns inserted into the collapsible soil. The compaction of these columns causes the densification of the surrounding soil and consequently reduces compressibility of the reinforced soil mass. In this work, it was also evaluated the effect of the hummer geometry on the radial compaction of the soil around the column. For this evaluation, laboratory tests were conducted using two different geometries of hammer, one conical and other cylindrical (traditionally used in foundation engineering). The results showed that the conical geometry provided greater lateral compaction of the soil around the column compared to the cylindrical geometry. The efficacy of the compacted lateritic soil columns was evaluated by the results of plate load tests performed on the collapsible soil of the Experimental Field of the University of São Paulo in São Carlos city. The tests were carried out on a plate installed in the ground with and without reinforcement. The gain on bearing capacity and settlement reductions due to the reinforcement were verified by using these tests results. The tests were performed in natural and in flooded condition to verify the efficiency of the soil reinforcement in the flooding situation. Based on the results of the plate load tests, it was verified the efficacy of the method to reduce the effect of collapse. The load-displacement curves of the load tests showed that the solution evaluated provided an increase of 400% on the ultimate capacity of the plate installed on the collapsible soil tested in this investigation.

A fundação direta é limitada em solos colapsíveis pois o efeito do colapso é mais acentuado nas camadas superficiais do terreno. Diante deste cenário, nesta pesquisa foi avaliada uma nova técnica de reforço de solo com a finalidade de viabilizar o uso de fundações diretas para controlar e reduzir o recalque das fundações devido ao colapso. A técnica proposta consiste na execução de colunas de solo laterítico compactado, inseridas na camada colapsível. O processo de compactação das colunas provoca a densificação do solo ao seu entorno, e consequentemente reduz a compressibilidade da massa de solo reforçado. Neste trabalho também foi verificado se a compactação radial do solo em torno da coluna estava relacionada com a geometria do pilão utilizado. Para compreender estes efeitos, foram realizados ensaios em laboratório, em escala reduzida, para avaliar qualitativamente duas geometrias de pilões diferentes, uma cônica e outra cilíndrica (tradicionalmente utilizada na engenharia de fundações). Como resultado desta análise, concluiu-se que a geometria cônica apresentou uma maior compactação lateral do solo no entorno da coluna, comparando-se com a geometria cilíndrica. Para analisar a eficiência do método de reforço proposto, foram executadas e ensaiadas colunas em escala real no solo colapsível do Campo Experimental de Fundações da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. Para esta análise, foram realizadas provas de carga em placa em solo com e sem reforço. Os ensaios foram realizados com e sem a inundação do terreno para se verificar o efeito da inundação no comportamento do solo reforçado. Desta forma, foi possível avaliar o ganho de capacidade de carga e a redução dos recalques devido à execução dos elementos de reforço ensaiados. Por meio dos resultados obtidos nas provas de carga em placa constatou-se a eficiência do método na redução do recalque e no aumento da capacidade de carga. Comparando-se as curvas dos ensaios de placa com e sem reforço, observou-se um aumento da capacidade de carga de quatro vezes em consequência da instalação do reforço. / The use of shallow foundation is limited on collapsible soils due to the collapse effect pronounced in superficial layers. Considering this scenario, this research presents a new soil reinforcement technique in order to reduce the settlement of foundations due to the collapse. The proposed technique involves the execution of compacted lateritic soil columns inserted into the collapsible soil. The compaction of these columns causes the densification of the surrounding soil and consequently reduces compressibility of the reinforced soil mass. In this work, it was also evaluated the effect of the hummer geometry on the radial compaction of the soil around the column. For this evaluation, laboratory tests were conducted using two different geometries of hammer, one conical and other cylindrical (traditionally used in foundation engineering). The results showed that the conical geometry provided greater lateral compaction of the soil around the column compared to the cylindrical geometry. The efficacy of the compacted lateritic soil columns was evaluated by the results of plate load tests performed on the collapsible soil of the Experimental Field of the University of São Paulo in São Carlos city. The tests were carried out on a plate installed in the ground with and without reinforcement. The gain on bearing capacity and settlement reductions due to the reinforcement were verified by using these tests results. The tests were performed in natural and in flooded condition to verify the efficiency of the soil reinforcement in the flooding situation. Based on the results of the plate load tests, it was verified the efficacy of the method to reduce the effect of collapse. The load-displacement curves of the load tests showed that the solution evaluated provided an increase of 400% on the ultimate capacity of the plate installed on the collapsible soil tested in this investigation.

Normalmente fundações diretas não são utilizadas em solos colapsáveis devido à falta de soluções econômicas e eficientes para melhorar essa condição crítica de terreno. Quando estes solos são inundados, a água afeta sua estrutura provocando uma redução de volume, e consequentemente grandes recalques nas fundações. Por outro lado, a maioria dos solos colapsíveis em regiões tropicais está sujeita a intenso intemperismo e laterização, os quais são responsáveis por melhorar as propriedades do solo após compactação. Por esta razão, solos lateríticos colapsíveis em forma compactada são comumente usados como aterros e materiais de construção em estradas, e têm sido empregados no Brasil para possibilitar a construção de fundações diretas. A pesquisa atual foi planejada para avaliar um aprimoramento desta técnica, que seria o uso de grupos de colunas de solos lateríticos compactados, ao invés de camadas compactadas de solo muito espessas, para permitir o uso de fundações diretas. Para este estudo, ensaios edométricos simples e duplos e de modelagem física em centrífuga foram conduzidos em um solo laterítico colapsível típico do sudeste brasileiro. Complementarmente, um modelo numérico foi ajustado, usando-se os resultados dos ensaios em centrífuga, para estimar a melhoria nas propriedades do solo reforçado. Por fim, os resultados experimentais mostraram que a técnica proposta pode reduzir os recalques de colapso induzidos por umedecimento do solo, e também melhorar o comportamento carga-recalque de fundações diretas apoiadas no solo investigado. / Normally, shallow foundations are not used in collapsible lateritic soils due to the lack of economic and efficient solutions to improve this critical ground condition. When these soils become wetted, the water breaks down soil arrangement and causes the soil to compress, and consequent large settlement of the foundations supported by them. In contrast, most collapsible soils in tropical regions are subject to intense weathering and laterization, which are responsible for good soil properties after compaction. For this reason, collapsible lateritic soils in compacted form are commonly used as fills and road construction materials, and have been utilised in Brazil to allow the construction of shallow foundations. The current research was designed in order to evaluate an enhancement of this technique, which is the use of groups of compacted lateritic soil columns, instead of very thick compacted soil layers, to allow the use of shallow foundations. For this study, single-point and double oedometer and physical model tests in centrifuge were conducted on a collapsible lateritic soil typical in the southeastern part of Brazil. Additionally, a numerical model was adjusted using the data from the centrifuge tests to estimate the improvement of the reinforced soil. The experimental results show that the proposed technique can reduce wetting-induced collapse settlements and also improve the loaddisplacement performance of shallow foundations in the soil investigated.