O conjunto estaca-solo submetido a carregamentos horizontais é caracterizado por um comportamento não-linear. A propagação das tensões no solo próximo à estaca decai rapidamente em função do espaçamento, porém para estacas próximas, caracterizando um grupo de estacas, pode haver uma sobreposição de tensões, gerando zonas com tensões elevadas, que formam áreas de plastificação maiores. A interação da sobreposição destas zonas plastificadas, resultam em maiores deformações para o grupo de estacas, ante comparadas com o equivalente de soma da capacidade individual de cada estaca (Chaudhry, 1994). Deste comportamento, deriva-se o chamado efeito de grupo, que age como um redutor da eficiência total das estacas. Através de modelos numéricos tridimensionais, avaliou-se o efeito de espaçamento entre estacas em solo natural, onde fatores de eficiência do grupo foram propostos. O comportamento de estacas carregadas lateralmente é conhecido por ter seu comportamento diretamente relacionado com as características da parte superior do solo. Recomendações feitas há mais de 30 anos já lidavam com este comportamento {e.g. Simons eMenzies (1975); Broms (1972)}, e tratavam com soluções que melhoravam a capacidade de carga lateral, com a substituição da parte superior do solo por um material mais rígido. Embora estas soluções melhorassem a capacidade de carga lateral, a técnica reflete uma prática de substituição de material. Neste trabalho, uma técnica de melhoramento de solo, lidando com areia cimentada é apresentada, estudando numericamente o comportamento de grupos de estacas submetidos a carregamentos laterais. As conclusões apontam fatores de eficiência próximos a unidade em espaçamentos superiores a 6 diâmetros, porém com a tendência a inexistir somente em espaçamentos superiores a 10 diâmetros. A inserção da camada de solo cimento no topo do grupo de estaca, mostrou uma expressiva melhora de seu comportamento, eliminando por total a perda de eficiência devido ao efeito de grupo. / The soil-pile set when subjected to lateral loads is characterized by a non-linear behavior. The stress distribution on the soil near the pile decays rapidly in magnitude with radial distance, but for closely spaced piles within a group, these yielded zones of the soil around individual piles overlap, forming larger yielded zones in the soil surrounding the pile group. The interaction arising due to overlapping of these yielded zones results in a larger deflection for the group of piles before the lateral resistance equivalent to that for a single pile (Chaudhry, 1994). Based on this behavior, the group effect is derived, which acts as a reducer of the piles efficiency. Through tridimensional numerical models, the effects of the pile spacing in natural soil were evaluated, and group efficiency factors had been proposed. The behavior of laterally loaded piles is well known to be straightly related to characteristics of the upper part of the soil. Recommendations of over 30 years in past already dealt with this behavior {e.g. Simons and Menzies (1975); Broms (1972)}, and treated with solutions that improved the lateral resistance, by substituting the upper part of the soil with a more rigid material. Besides those solutions improved the lateral resistance, the technique reflects a practice of material replacement. Here, a ground improvement technique, dealing with cemented sand is presented, studying numerically the behavior of piles subjected to lateral forces. Conclusions shows group efficiency factors close to unity on spacing larger than 6 diameters, but tending to disappear only on spacing larger than 10 diameters. The insertion of a soil cement layer on the top of the pile group has shown an expressive improvement on its behavior, eliminating the loss of efficiency due to the group effect.

A experiência acumulada quanto à análise do comportamento de fundações, em relação aos diversos perfis de solos, vem confirmando a necessidade de realizar ensaios em verdadeira grandeza para avaliação de desempenho desses elementos. Aplicação de metodologias empíricas e semi-empíricas, limitadas à prática construtiva regional e às condições específicas que contemplaram o seu estabelecimento, resultam em incertezas nos métodos de previsão e dispersão entre valores de capacidade de carga medidos e previstos. Com base nessas evidências, os ensaios de prova de carga representam a técnica mais comumente empregada para previsão e avaliação da capacidade de suporte em estacas. Como resultado, obtém-se uma curva carga versus deslocamento a partir de um carregamento estático no topo do elemento. Quando executadas em estacas instrumentadas ao longo do fuste, permitem avaliar a mobilização (transferência) de resistências (cargas) ao longo da profundidade e dos carregamentos. Alternativamente, o uso de células expansivas bidirecionais, comumente denominadas de “O-cell”, vem crescendo em nível internacional e confirmando seu potencial de aplicação, embasado por vantagens que incluem a ausência de um sistema de reação e a obtenção de forma direta da resistência de ponta e atrito lateral durante os carregamentos. No intuito de contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos de transferência de carga envolvidos em ensaios estáticos, o presente estudo comparou resultados dessas duas metodologias através de três de ensaios estáticos convencionais e um bidirecional realizados em duas estacas escavadas de grande diâmetro em areia. A distribuição dos carregamentos medidos em função do deslocamento em termos de carga total e de atrito lateral ao longo desses quatro ensaios caracterizou-se por resultados similares. Pequenas diferenças foram observadas entre o ensaio de topo e bidirecional executados em um mesmo elemento de fundação e estão possivelmente associadas aos diferentes níveis de deformação obtidos com as duas técnicas. As condições de limpeza e integridade da ponta em estacas moldadas in loco estão associadas a incertezas ainda que os procedimentos usuais de controle e limpeza tenham sido executados. Divergências entre a parcela de contribuição de ponta ao longo dos ensaios avaliados podem estar associadas a esses fatores e a pequenas variações da geometria descritas em detalhes no trabalho. Deformações medidas pelos strain gages instalados ao longo do fuste da estaca permitiram avançar no entendimento dos mecanismos de transferência de carga existentes durante os carregamentos impostos. Os resultados indicam que o atrito começa a ser mobilizado desde os primeiros incrementos de carga e permanece se desenvolvendo com o aumento das deformações que não são constantes ao longo da profundidade. O comportamento medido ao longo do fuste varia em função do nível de confinamento e ainda da densidade relativa do solo subjacente. Os resultados permitem concluir também que ainda que existam esforços residuais atuantes, sua ordem de grandeza não reflete mudanças importantes no comportamento de elementos de fundação moldados in loco. / The gained experience in foundations behavior analysis on different soil profiles confirms the need to perform tests on full-scale elements to evaluate pile performance. Application of empirical and semi-empirical methodologies, limited to the regional constructive practice and the specific conditions that led to its establishment, result in uncertainties in the prediction and dispersion methods between measured and predicted load capacity values. Based on these evidences, the load tests represent the most commonly used technique for predicting and evaluating pile capacity. As a result, a load versus displacement curve is obtained from a static load at the top of the element. When carried out in piles instrumented along the shaft, it is possible to evaluate the mobilization (transfer) of resistances (loads) along the depth and the loads. Alternatively, the use of bidirectional expansive cells, commonly referred to as "O-cell", has been growing internationally, which confirms its potential, based on advantages that include the absence of a reaction system and obtaining the toe resistance and lateral friction directly during loading. In order to contribute to a better understanding of the load transfer mechanisms involved in static loading tests, the present study compared the results of these two methodologies through three conventional and one bidirectional load tests carried out on two large diameter bored piles. The distribution of loadings measured as a function of the displacement in terms of total load and lateral friction over these four tests was characterized by similar results. Small differences were observed between conventional top-down and bidirectional tests performed on the same foundation member and are possibly associated with the different deformation levels obtained with the two techniques. Cleaning conditions and pile toe integrity in bored piles are associated with uncertainties even though the usual control and cleaning procedures have been performed. Divergences between the contributions of the pile toe resistance along the evaluated tests may be associated with these factors and small variations of the geometry. Deformations measured by the strain gages installed along the pile shaft allowed improving the understanding of the load transfer mechanisms during the loading procedures. The results indicate that shaft friction begins to be mobilized since the first load increments and continues to increase with the strains, which are not linear along the pile shaft. The behavior measured along the shaft is a function of vertical effective stress and relative density. The results also show that although there are active residual stresses, their magnitude does not reflect important changes in the behavior of bored piles.

The generation from residues of civil construction brings serious implications for society and the environment. Ahead of this, have sought alternative to the use of such residues in engineering with a view to contributing to the easing sustainability impacts caused by the generation of these residues. The objective of this work is to study the application of the residues of civil construction in bored piles. In this work are conducted in laboratory testing and test load in the piles to evaluate the behavior of the piles to the compression being excavated and executed they in the Experimental testing site of Geotechnical Engineering at UFSM (CEEG/UFSM). The results of the laboratory tests had characterized the behavior of residues as sand and the test from the cylindrical specimens (5x10cm) and prismatic (4x4x16cm) achieved satisfactory results for the use of the material in foundations. Load tests were carried out on three piles excavated with diameter of 25 cm and 3m of depth, being one of them with the addition of small stones. Through the load tests it was determined the loaddisplacement curve and were applied methods to estimate the rupture load. Were also adopted the methods of prediction of load capacity, through the parameters obtained by standard penetration test (SPT), to estimate the rupture load. According to its reached results, it is concluded that the ceramic residues of civil construction are a new alternative for foundations that demand low support capacity. However, since it is an initial study, the accomplishment of more research is necessary to this material is applied in foundations of safe form, responsible and trustworthy. / A geração de resíduos de construção civil traz sérias implicações à sociedade e ao meio ambiente. Diante disso, têm-se buscado alternativas para o uso desses resíduos na engenharia com intuito de contribuir para a sustentabilidade, amenizando os impactos causados pela geração desses resíduos. O objetivo deste trabalho é estudar a aplicação dos resíduos de construção civil em estacas moldadas in loco. Neste trabalho, são realizados ensaios de laboratório e prova de carga nas estacas para avaliar o comportamento das estacas a compressão, sendo elas escavadas e executadas no Campo Experimental em Engenharia Geotécnica da UFSM (CEEG/UFSM). Os resultados dos ensaios de laboratório caracterizaram os resíduos como comportamento de areia e as rupturas dos corpos de prova cilíndricos (5x10cm) e prismáticos (4x4x16cm) obtiveram resultados satisfatórios para o uso do material em fundações. As provas de carga foram realizadas em três estacas escavadas com diâmetro de 25 cm e 3m de profundidade, sendo uma delas com o acréscimo de pedrisco. Através das provas de carga determinou-se a curva carga x recalque e foram aplicados métodos para determinação da carga de ruptura. Também foram adotados os métodos de previsão da capacidade de carga, através dos parâmetros obtidos por meio de sondagens de simples reconhecimento (SPT), para estimar a carga de ruptura. De acordo com os resultados alcançados, conclui-se que os resíduos de construção civil cerâmicos são uma nova alternativa para fundações que exijam baixa capacidade de suporte. Entretanto, por tratar-se de um estudo inicial, é necessária a realização de mais pesquisas para que esse material seja aplicado em fundações de forma segura, responsável e confiável.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-28Bitstream added on 2014-06-13T19:53:00Z : No. of bitstreams: 1 fioratti_na_me_ilha.pdf: 4780447 bytes, checksum: 4d7a8999b3e1a6db619819e0e04948e9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta pesquisa foi executado um reforço (cilíndrico com 1 m de diâmetro e 1 m de profundidade) de solo-cimento (cujo solo foi corrigido granulometricamente com resíduo de concreto triturado) compactado ao redor do fuste de estacas de concreto escavadas com trado mecânico (com 32 cm de diâmetro e profundidade de 8,71 m) em solo arenoso do Campo Experimental da UNESP em Ilha Solteira-SP com o intuito de avaliar sua contribuição para neutralização das cargas horizontais. A mistura entre solo e resíduo na proporção de 1:1 em massa, estabilizada com 8% de cimento (em massa seca de mistura) foi testada e mostrou-se bastante adequada para a utilização neste propósito, pois, para ser estabilizada com cimento, a mistura necessitou de menor quantidade de cimento que o solo natural (2 pontos percentuais) e o solo-cimento daí resultante apresentou resistência aos 28 dias de 6,32 MPa. Após ensaio de carregamento horizontal nas estacas reforçadas e comparação com os resultados de ensaios nas mesmas estacas sem reforço obtidos de Del Pino Jr. (2003), observou-se que para uma mesma carga aplicada os deslocamentos sofreram grande redução, enquanto para atingir um mesmo deslocamento foi necessário elevado acréscimo de carga. O coeficiente de reação horizontal do solo (nh) do conjunto estaca-solo em questão teve uma elevação da ordem de 200% do valor original. Também foram calculados os esforços (cortantes e fletores) e deslocamentos ao longo do fuste das estacas, que apresentaram sensível redução, para mesma carga aplicada, após reforço. Os resultados apontam o resíduo de concreto triturado como excelente material para correção granulométrica de solos utilizados para confecção de solocimento compactado e o solo-cimento compactado como um cilindro no entorno de estacas escavadas em solo arenoso sendo um reforço bastante eficiente para absorver esforços horizontais / This research produced one improvement (cylindrical – 1 meter diameter and 1 meter deep) made of soil-cement (wich soil was granulometrically corrected with concrete ground remains) compacted around the concrete bored piles head (32 cm diameter and 8,71 meters deep) on a sandy soil from the Trial Field of UNESP, Ilha Solteira – SP, in order to measure it’s contribution to neutralize the horizontal loading. The mix between soil and remains in proportions 1:1 in mass, stabilized with 8% of cement (dry mass of mix) was tested and proved to be very adequate for the research purpose, because the mix needed less quantity of cement than natural soil (2 percentage points) to be stabilized and the soil-cement resulting presented resistance in 28 days of 6,32 MPa. After the test of horizontal loading on the reinforced piles, compared with the results of tests with the same piles without improvement obtained from Del Pino Jr (2003), it was observed that for the same applied load the displacements had a great reduction, while for reaching the same displacement need high load increasing. The coefficient of the soil’s horizontal reaction (nh) from the set pile-soil concerned has it’s value increased to 200% from the original value. Also were measured the efforts and displacements along the stem piles, that had significant reduction after improvement. Results indicate ground concrete remains as an excellent material for granulometric correction of soil for confection of compacted soil-cement and the compacted soil-cement as a cylinder around the excavated piles head on sandy soil proved to be very efficient to absorb horizontal efforts

Atualmente no Brasil a utilização de perfis metálicos em fundações profundas vem aumentando consideravelmente. A produção padronizada de acordo com normas específicas recentes tem influência direta nessa mudança de cenário, visto que o uso de perfis metálicos apresenta algumas vantagens quando comparado com outros tipos de estacas para certas características de subsolo. A NBR 6122:2010 - Projeto e Execução de Fundações recomenda que o sistema de transferência dos esforços (de compressão, horizontais, de tração e momento) do bloco de coroamento para as estacas metálicas deve ser estudado e detalhado juntamente com o projetista da estrutura. O tipo de ligação pode ser por chapas, fretagem ou através de vergalhões soldados com a finalidade de efetuar transferência de esforços por aderência. O modelo de bielas e tirantes pode ser utilizado para o dimensionamento do bloco sobre estacas. Onde admite que a carga recebida pelo bloco originária do pilar é transmitida internamente até as estacas por elementos de concreto comprimidos delimitados pelos caminhos das tensões principais de compressão. Levando em conta que a seção transversal de um perfil metálico possui pequena área quando comparado com os demais tipos de estacas a solução de ligação por contato direto pode resultar em elevadas tensões entre os materiais envolvidos na ligação. Com o objetivo de analisar o comportamento dessa ligação, foram modelados através de elementos finitos, dois blocos sobre quatro estacas metálicas com ligações através do uso de chapas auxiliares sobre as estacas do bloco 1 e por contato direto das estacas no bloco 2, além do cálculo de um modelo pelo método analítico. Os resultados obtidos mostram a viabilidade na segurança estrutural no uso da ligação de perfis metálicos com bloco de coroamento em concreto armado por contato direto, ao menos para os modelos adotados, e sua compatibilização com o modelo de bielas e tirantes utilizados no dimensionamento estrutural de blocos. / Currently in Brazil the use of metal profiles in deep foundations is increasing considerably. The standardized production according to recent specific rules has a direct influence on this change scenario, since the use of metal profiles has some advantages when compared to other types of cuttings for certain subsurface features. The NBR 6122: 2010 - Design and Execution of Foundations recommends that the stress transfer system (compression, horizon, traction and momentum) of the crowning block for the metal stations should be studied and detailed together with the designer of the structure. The type of bond may be a bars, or by haulage rods welded in order to make efforts for adhesion transfer. The strut and tie model can be used for sizing the pile cap on which admits the load received by block originating internally of the pillar is transmitted to the piles by compressed concrete elements delimited by the paths of the main compression stresses. Taking into account the cross section of the metal profile has small area when compared to the other types of cuttings binding solution with plate can compensate for this lower area of value increasing contact between the metal materials and the concrete pile cap. With the objective of analyzing the behavior of this connection, two pile cap on four metal stakes were modeled through finite elements with connections through the use of auxiliary plates on the stakes of pile cap 1 and by simple soaking of the stakes in pile cap 2, besides calculation of the model by the analytical method. The results show the feasibility of structural safety in the use of bonding of metallic profiles with crown pile cap in reinforced concrete by simple embedding, at least for the models adopted, and its compatibility with the model of rods and tie rods used in the structural design of pile cap.

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo de previsão de capacidade de carga de estacas, utilizadas em torres e postes de linhas de transmissão de energia elétrica, segundo esforços horizontais, considerando-se as parcelas coesiva e friccional dos solos, bem como um estudo relacionado à melhoria das propriedades do solo nas regiões mais solicitadas. Tal estudo está vinculado a um projeto de Pesquisa e Desenvolvimento da Companhia Estadual de Energia Elétrica – CEEE, em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul, que visa estabelecer metodologias de capacidade de carga de fundações de linhas de transmissão sob condições distintas de carregamento. A análise do comportamento de estacas sob carregamento lateral foi baseada em simulações numéricas tridimensionais, através do método dos elementos finitos, utilizando-se o software ABAQUS. As simulações ocorreram após extensiva revisão bibliográfica acerca dos métodos de dimensionamento de estacas sob carregamento lateral, modelos constitutivos e propriedades geotécnicas de solos característicos do Rio Grande do Sul, em condições natural, compactada e cimentada. Nas simulações, foram levados em conta parâmetros geotécnicos que representassem os diferentes tipos de solos levantados, bem como a geometria da estaca e o mecanismo de ruptura apresentado mediante solicitação, identificados de acordo com os métodos apresentados. O modelo constitutivo adotado para a condução do programa de simulações foi o de Mohr-Coulomb, o qual foi testado e verificado a partir da simulação numérica de ensaios triaxiais e provas de carga de arrancamento em sapata e carregamento lateral em estaca. A partir dos resultados das simulações, foi realizada a análise da influência de cada parâmetro de entrada sobre a resposta do conjunto solo-estaca, em termos de carga horizontal atingida, deflexão da estaca e deformações do solo, para cada geometria. Os parâmetros que apresentaram maior influência foram coesão, módulo de Young e ângulo de atrito interno. A partir desta análise, para cada geometria estabeleceu-se uma lei de comportamento para estacas submetidas ao carregamento lateral, que relaciona a carga horizontal com um fator de parâmetros que agrega as variáveis mais influentes, contemplando as características coesivo-friccionais do solo. Quanto à geometria, observou-se que, em estacas mais curtas, ocorre a tendência ao giro do elemento estrutural, o qual apresenta menores regiões de concentração de tensões em relação às estacas mais longas, que tendem à formação de rótulas plásticas. A profundidade onde se encontram os maiores níveis de tensão na estaca não variou entre estacas longas de igual diâmetro, assim como a magnitude das tensões no conjunto, indicando que a partir de certa profundidade crítica (relacionada ao diâmetro da estaca e às propriedades geotécnicas do substrato) o aumento da profundidade da estaca é irrelevante. A análise de isovalores de tensão e deslocamentos do solo auxiliou na identificação da área de maior solicitação mediante carregamento horizontal, indicando as regiões onde deveria haver melhorias. O tratamento avaliado foi radial à estaca, tendo-se variado o seu diâmetro e sua profundidade, abrangendo a região mais solicitada. Os resultados demonstraram melhorias significativas mesmo com volumes de tratamento relativamente pequenos. A taxa de melhoria de resistência aumentou com o nível de deflexão relativa, sendo aparentemente função do volume de tratamento. / This paper shows the development of a prediction model of pile's loading capacity, used in towers and poles of electrical energy transmission, with horizontal loading, considering the cohesive and frictional portions of the ground, as well as a study regarding the improvement of the soil’s properties in the most requested areas. Such work is connected to a Research and Development Project of State Company of Electric Energy – CEEE, in partnership with the Federal University of Rio Grande do Sul – UFRGS, with the objective of establishing methodologies of bearing capacity of transmission lines' foundations under different conditions of loading. The analysis of the behavior of piles under lateral loading was based on tridimensional numerical simulations, through the finite element method, being used the ABAQUS software for such calculations. The simulations took place after extensive search through literature regarding design methods of piles under lateral loading, constitutive models and geotechnical properties of soils considered typical in the RS, in natural conditions, compacted and cemented. During the simulations, geotechnical parameters that represent the different kinds of studied soils were taken into account, as well as the geometry of the pile and the rupture mechanism shown by request, identified according to the presented methods. The constitutive model adopted for the conclusion of the simulation program was the one by Mohr-Coulomb, which was tested and verified through the numerical simulation of triaxial tests, uplift load tests on shallow foundation and lateral loading tests on pile. As of the results taken from the simulations, the analysis of the influence of each key parameter on the soilstructure’s behavior took place, in terms of reached horizontal load, deflection of the pile and soil deformation, for each geometry. The parameters that presented more influence were the cohesion, Young’s module and friction angle. From this analysis, for each geometry it was established a behavior law for piles under lateral loading, that relates the horizontal loading with a parameters factor that adds the most influent variables, contemplating the cohesivefrictional characteristics of the soil. When regarding the geometry, it was observed that, in shorter piles there is a tendency to the foundation’s rotation, which presents smaller areas of stress concentration when compared to longer piles, which tend to the formation of yielding hinges. The depth in which the highest stress levels in the pile can be found didn’t vary amidst long piles of same diameter, as well as the magnitude of stresses on foundation system, indicating that from an established critic depth (related to the foundation’s diameter and to the geotechnical properties of the substrate) the increase in the pile’s depth is irrelevant. The analysis of contours of stress and displacements of the soil helped in the identification of the area of greatest request by horizontal loading, indicating the zones where improvements should be done. The treatment evaluated was around the pile, having its diameter and its depth varied, covering the most requested area. The results showed significant improvements even with relatively small improvement fill. The rate of improvement of resistance increased with the level of relative deflection, apparently being function of the treatment volume.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1478030 bytes, checksum: 7ae901bf72afabae9de2beeb38c4248b (MD5) Previous issue date: 2005-06-24 / With the propose of determining and evaluating the lateral strength in excavated piles, without the usage of Bentonite mud, submitted to a traction effort. A number of field tests (PMT, DMT, SPT and SPT-T) and laboratory tests (triaxial compression, particle size analysis , consistency limits, density of soil particles), with what was possible to identify the composition of a matured residual soil composed by 64% of clay, 33% of sand and 3% silt. It was performed, in the Experimental Field II , localized at the Universidade Federal de Viçosa campus, axel pull tests in four piles with 6 m of length and 0,25 m in diameter, obtaining values of lateral strength that where used as reference values for the theatrical and semi-empirical methods values. These results where also compared with values of compression tests made with other four piles of the same diameter and length located in the same test field, in another recent research. This made possible identify the existence or not of a gap between the lateral strength of pull effort and the lateral strength of a compression effort. / Com a finalidade de determinar e avaliar a resistência lateral em estacas escavadas com trado sem o uso de lama bentonítica solicitadas à tração, foi executado neste trabalho uma série de ensaios de campo (PMT, DMT, SPT e SPT-T) e laboratório (granulometria conjunta, limites de consistência, massa específica dos sólidos e ensaios triaxiais), através dos quais foi possível identificar a composição de um solo residual maduro variando em torno de 64% de argila, 33% de areia e 3% de silte. Foram realizadas provas de carga estáticas à tração com esforço axial em quatro estacas com comprimento de 6 m e diâmetros de 0,25 m no campo experimental II localizado nas dependências da fábrica de manilhas no campus da Universidade Federal de Viçosa, obtendo valores de resistência lateral os quais serviram de referência quando da avaliação dos valores obtidos através de métodos teóricos e semi-empíricos. Foram comparados também os resultados obtidos nas provas de carga com os já existentes de provas de carga à compressão, de outro trabalho de mestrado que utilizou outras quatro estacas com as mesmas dimensões e no mesmo campo experimental das ensaiadas neste trabalho. Esta comparação possibilitou identificar a existência ou não de uma defasagem da resistência lateral à tração em relação à resistência lateral à compressão.

Orientador: Antonio Anderson da Silva Segantini / Banca: Adriano Souza / Banca: Miriam Gonçalves Miguel / Resumo: Nesta pesquisa foi executado um reforço (cilíndrico com 1 m de diâmetro e 1 m de profundidade) de solo-cimento (cujo solo foi corrigido granulometricamente com resíduo de concreto triturado) compactado ao redor do fuste de estacas de concreto escavadas com trado mecânico (com 32 cm de diâmetro e profundidade de 8,71 m) em solo arenoso do Campo Experimental da UNESP em Ilha Solteira-SP com o intuito de avaliar sua contribuição para neutralização das cargas horizontais. A mistura entre solo e resíduo na proporção de 1:1 em massa, estabilizada com 8% de cimento (em massa seca de mistura) foi testada e mostrou-se bastante adequada para a utilização neste propósito, pois, para ser estabilizada com cimento, a mistura necessitou de menor quantidade de cimento que o solo natural (2 pontos percentuais) e o solo-cimento daí resultante apresentou resistência aos 28 dias de 6,32 MPa. Após ensaio de carregamento horizontal nas estacas reforçadas e comparação com os resultados de ensaios nas mesmas estacas sem reforço obtidos de Del Pino Jr. (2003), observou-se que para uma mesma carga aplicada os deslocamentos sofreram grande redução, enquanto para atingir um mesmo deslocamento foi necessário elevado acréscimo de carga. O coeficiente de reação horizontal do solo (nh) do conjunto estaca-solo em questão teve uma elevação da ordem de 200% do valor original. Também foram calculados os esforços (cortantes e fletores) e deslocamentos ao longo do fuste das estacas, que apresentaram sensível redução, para mesma carga aplicada, após reforço. Os resultados apontam o resíduo de concreto triturado como excelente material para correção granulométrica de solos utilizados para confecção de solocimento compactado e o solo-cimento compactado como um cilindro no entorno de estacas escavadas em solo arenoso sendo um reforço bastante eficiente para absorver esforços horizontais / Abstract: This research produced one improvement (cylindrical - 1 meter diameter and 1 meter deep) made of soil-cement (wich soil was granulometrically corrected with concrete ground remains) compacted around the concrete bored piles head (32 cm diameter and 8,71 meters deep) on a sandy soil from the Trial Field of UNESP, Ilha Solteira - SP, in order to measure it's contribution to neutralize the horizontal loading. The mix between soil and remains in proportions 1:1 in mass, stabilized with 8% of cement (dry mass of mix) was tested and proved to be very adequate for the research purpose, because the mix needed less quantity of cement than natural soil (2 percentage points) to be stabilized and the soil-cement resulting presented resistance in 28 days of 6,32 MPa. After the test of horizontal loading on the reinforced piles, compared with the results of tests with the same piles without improvement obtained from Del Pino Jr (2003), it was observed that for the same applied load the displacements had a great reduction, while for reaching the same displacement need high load increasing. The coefficient of the soil's horizontal reaction (nh) from the set pile-soil concerned has it's value increased to 200% from the original value. Also were measured the efforts and displacements along the stem piles, that had significant reduction after improvement. Results indicate ground concrete remains as an excellent material for granulometric correction of soil for confection of compacted soil-cement and the compacted soil-cement as a cylinder around the excavated piles head on sandy soil proved to be very efficient to absorb horizontal efforts / Mestre

Neste trabalho apresenta-se um modelo numérico para a análise de problemas tridimensionais envolvendo a interação mecânica estaca-solo, acoplando-se o Método dos Elementos de Contorno (MEC) ao Método dos Elementos Finitos (MEF). O solo é modelado com o MEC utilizando-se as soluções fundamentais de Mindlin, assumindo um meio semi-infinito, homogêneo, isotrópico e elástico-linear. As estacas, modeladas com o MEF, consistem em um elemento único, com quatro nós e 14 parâmetros nodais (três deslocamentos em cada nó e mais duas rotações no topo da estaca). Cada uma das estacas é levada em consideração no MEC como uma linha de carga. Considera-se o escorregamento das estacas em relação ao maciço, empregando modelos de aderência para a definição da evolução das tensões tangenciais ao longo do comprimento das estacas. São empregados, como funções de forma, polinômios do quarto grau para os deslocamentos horizontais, cúbicos para os deslocamentos verticais e tensões horizontais ao longo do fuste e quadráticos para as tensões verticais do fuste e escorregamento. A reação da ponta da estaca é calculada assumindo tensão constante na base. / This work presents a method for tri-dimensional pile-soil interaction problems, by coupling the Boundary Element Method (BEM) to the Finite Element Method (FEM). The soil is modeled with BEM, using the Mindlins fundamental solutions, supposing a semi-infinite, homogeneous, isotropic, elastic and linear space. Piles are modeled with FEM and are represented by one element with four nodes and 14 nodal parameters (three displacements in each node and two rotations at the top node). Each pile is represented in BEM as a line load. The pile slip is considered using adherence models to evaluate the evolution of shaft tractions. There are employed fourth grade polynomial shape functions for horizontal displacements, cubic polynomial functions for vertical displacements and horizontal tractions along shaft and quadratic polynomial functions for vertical tractions and slip. Tip reaction is calculated supposing constant traction at the base.

A maior parte dos acidentes em edifícios, causados por falhas de projeto ou de execução, ocorre na fase de construção. Além de causar prejuízos financeiros, eles colocam em risco a vida dos trabalhadores da obra. Porém, mais graves são os acidentes verificados após o término da construção. Além dos prejuízos serem muito maiores, eles podem envolver pessoas de todos os tipos, crianças, mulheres e idosos. São muitos os casos em que o colapso global do edifício decorre de problemas na fundação. Esse é o caso do edifício considerado neste trabalho, localizado no litoral norte do Estado de São Paulo. Trata-se de um edifício para veraneio, em alvenaria estrutural, com garagem no térreo e quatro andares de apartamentos, apoiado em estacas pré-moldadas, cravadas em solo instável. Pouco tempo após a conclusão e parcialmente ocupado, apresentou recalques e patologias significativas que exigiram providências, reforço de pilares de alvenaria inclusive. Antes que fossem detectadas as causas dos recalques, durante uma madrugada, o edifício desabou: em um lado do edifício, o primeiro pavimento encostou-se ao chão. Felizmente, era um dia-de-semana, fora da alta temporada, e não havia pessoas no seu interior. Também o vigia estava fora do edifício e nada sofreu, além de um grande susto. Os objetivos deste trabalho são descrever o problema ocorrido com esse edifício e analisar as causas e as providências possíveis para sua recuperação, já que os andares superiores praticamente nada sofreram. Serão apresentados os resultados de uma investigação no local e de uma análise para determinação dos esforços e das causas da ruptura das estacas, que provocaram o colapso do edifício. Ficou evidente que o aterro localizado sobre o pavimento térreo e o sistema de fundação do edifício não estavam adequados para o tipo de solo do terreno. Tais fatores tiveram papel fundamental para a ruptura do sistema. A importância de se conhecer minuciosamente essas causas transcende a presente obra, pois pelo mesmo motivo, outras construções podem apresentar danos semelhantes. / Most of the buildings accidents, caused by project flaws or of execution, it happens in the construction phase. Besides causing financial damages, they put in risk the workers life. However, more serious accidents are verified after the end of the construction. Besides the damages are larger, they can involve all types of people, children, women and senior. In many cases the global building collapse elapses of foundation problems. That is the case of the building considered in this work, located in the north coast of São Paulo State. Treated of a building for summer vacation, in structural masonry, with garage in the earthy pavement and four floors of apartments, leaning in premolded piles, nailed in unstable soil. After the conclusion and partially in use, it presented repress and significant pathologies that demanded providences, column masonry reinforcement besides. Before detected the repress causes, during one dawn, the building tumbled: on a side of the building, the first pavement was leaned to the ground. Happily, it was a weekday, out of the high season, and there were not people inside. Also the watchmen was out of the building and nothing suffered, besides a great fright. The objectives of this healthy work are to describe the problem happened with that building, to analyze the causes and the possible providences for it recovery, since the superior walks practically nothing suffered. The results of a local investigation, an analysis for determination the efforts and the causes of the piles rupture will be presented, that provoked the building collapse. It was evident that the located embankment on the earthy pavement and the building foundation system, they were not adapted for the soil type of the land. Such factors had fundamental paper for the system rupture. The importance of knowing those causes thoroughly, transcends to present work, because for the same reason other constructions can present similar damages.