The present work aims at analyzing the behavior of short metallic piles type profile "H", W 150 x 22,5, submitted to static load test to compression, executed in 3, 4 and 5m depths, in sedimentary ground at the Experimental Field of the Geotechnical Engineering of UFSM (CEEG/UFSM)., The under soil presents a superficial layer thickness of 5m at the research location, consisting of plastic clay-arenaceous, rigid consistency, followed by a sand layer with thickness varying from thin to average, very compact and up to 14 m. Correlations were made between the rupture loads of the essayed props and the parameters obtained through soundings of simple recognition (SPT), that is, estimated rupture loads by methods of calculation of consecrated load capacity. Extrapolation criteria were applied load x stress of the curves and calculation equations of maximum penetration, with the objective of creating rupture loads. Also information was obtained for the increment of a database, aiming at offering other execution options of foundations for the Santa Maria region. With the results, analyses of load transfers were performed, plus comparisons between the methods, in addition to the parameter definitions for the rupture load on metallic props, according to present objectives. / O presente trabalho visa analisar o comportamento de estacas metálicas curtas do tipo perfil H , W 150 x 22,5, submetidas a prova de carga estática à compressão, executadas com profundidades de 3m, 4m e 5m, em solo sedimentar no Campo Experimental em Engenharia Geotécnica da UFSM (CEEG/UFSM). No local da pesquisa, o subsolo apresenta uma camada superficial de 5 m de espessura, constituída de argila-arenosa plástica, consistência rija, seguida de uma camada de areia fina a média, muito compacta até 14 m. Foram feitas correlações entre as cargas de ruptura das estacas ensaiadas com os parâmetros obtidos através de sondagens de simples reconhecimento (SPT), quais sejam, cargas de ruptura estimadas através de métodos de cálculo de capacidade de carga consagrados. Foram aplicados critérios de extrapolação das curvas carga x recalque e equações de cálculo de nega, com o objetivo de se obter as cargas de ruptura. Também se obteve informações para o incremento de um banco de dados, visando oferecer mais opções de execução de fundações para a região de Santa Maria. Com os resultados, foram feitas as análises de transferência de carga, comparações entre métodos, além da definição de parâmetros para cálculo de carga de ruptura em estacas metálicas, conforme objetivos apresentados. Palavras-chaves: Fundação, Estaca Metálica, Prova de Carga.

Neste trabalho estudou-se o comportamento de estacas metálicas, do tipo perfil soldado, cravadas na formação Tremembé, na Bacia de Taubaté, em São Paulo. A formação Tremembé é cosntituída por folhelhos pirobetuminosos, cujo mineral predomiante é a montmorilonita. Foram analisados os resultados de provas de carga dinâmica de energia crescente em 14 estacas, sendo que, em todas elas, sistema estaca-solo foi levado à ruptura. Por meio da análise de 101 golpes, examinou-se o comportamento estático, segundo o modelo CAPWAPC, e o comportamento dinâmico do sistema. O comportamento estático foi investigado com base na aplicabilidade das fórmulas dinâmicas para a previsão de resistência. O mecanismo de transferência de carga foi estudado mediante a identificação de formas típicas de curvas de resistência estática mobilizadas pelo fuste e pela ponta, para o caso analisado. O comportamento dinâmico foi investigado na análise da ruptura e pós ruptura do sistema, pela aplicação do Princípio de Hamilton ao impacto do martelo. Verificou-se que o mecanismo de transferência de carga do sistema estaca-solo foi fortemente influenciado pela variabilidade das camadas de solo atravessadas pelo elemento estrutural de fundação. A quebra da estrutura do folhelho pelo processo de cravação também interferiu na transferência de carga. Constatou-se a aplicabilidade do repique como instrumento de controle de cravação de estacas metálicas. / In this work the behavior of steel piles driven in Tremembé formation, in the Taubaté Basin, São Paulo was studied. The Tremembé formation is constituted by bituminous shale, which predominant mineral clayey component is the mo ntmorillonite. The dynamic loading tests results with increasing energy in 14 piles were analyzed, with all of the tests taken to system rupture. Through the analysis of 101 blows it was studied the static behavior, according to the CAPWAPC model, and the dynamic behavior of the system. The use of the dynamic and semi-empiric static formula for resistance prediction was evaluated. The load transfer mechanisms were studied by pattern form of mobilized static resistance curves by the shaft and toe. The application of Hamilton\'s principle to hammer impact allowed to analyze the failure and post failure of the pile-soil system. It was observed that the pile-soil load transfer mechanism was strongly influenced by the resistance variability of crossed soil layers by the structural element of foundation. The material break during the driving process also interfered in load transfer mechanism. The use of rebound as instrument of steel pile driving control shows reliable.

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-09-13T14:03:50Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jaqueline Rodrigues Ferreira - 2018.pdf: 3324369 bytes, checksum: 7bb3737ade608223e8320020b0b39180 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-14T10:23:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jaqueline Rodrigues Ferreira - 2018.pdf: 3324369 bytes, checksum: 7bb3737ade608223e8320020b0b39180 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-14T10:23:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jaqueline Rodrigues Ferreira - 2018.pdf: 3324369 bytes, checksum: 7bb3737ade608223e8320020b0b39180 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / The use of steel pipe piles as a foundation element brings a new focus to the contributions of soil plug to the behavior of open-ended pipe piles. Therefore, considering the necessity to understand the plug formation, its influence on pipe pile load capacity and the limited of research developed in real scale models, this work aims to numerically simulate the process jacking open ended steel pipe piles in sands, seeking to investigate the soil properties and piles geometry interference on the jacking process. For the development of these simulations an explicit finite difference program, FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua), was used. The methodology developed started with the finite difference mesh, jacking velocity and interface parameters (normal and shear modulus) calibration. This process was validated with calibration chamber tests results developed in other researches. Henceforth, parametric analysis involving the pipe geometry – internal diameter, wall thickness and tip angle – and the soil mechanical parameters – friction angle, density and elastic modulus – were conducted. As result, among all the factors analyzed, soil density and pile tip angle do not interfere in soil plug formation. Furthermore, the program selected for the simulations was able to model plugging, exhibiting similar behavior to calibration chamber tests results. / A crescente utilização de estacas metálicas tubulares de ponta aberta como elemento de fundação traz novo enfoque às contribuições do tampão de solo ao comportamento destes elementos de fundação. Assim, considerando a necessidade da compreensão do processo de formação deste tampão, sua influência na capacidade de carga das estacas e a pequena quantidade de pesquisas desenvolvidas com modelos em escala real, o objetivo deste trabalho é simular numericamente o processo de cravação estática de estacas metálicas tubulares de ponta aberta em areias, buscando estudar a interferência das propriedades do solo e da geometria das estacas na dinâmica do processo executivo. Para o desenvolvimento destas simulações utilizou-se um programa de diferenças finitas explicito, FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua). A metodologia desenvolvida iniciou-se com a calibração da malha de diferenças finitas, da velocidade de cravação e dos parâmetros das interfaces – módulos normal e cisalhante. Sendo esta calibração validada com a utilização dos resultados de ensaios em câmara de calibração realizados em outras pesquisas. Posteriormente, desenvolveu-se uma análise paramétrica onde foram variáveis a geometria do problema – diâmetro interno, espessura da parede e inclinação da ponta das estacas, e os parâmetros mecânicos do solo – ângulo de atrito, peso específico e módulo de elasticidade. Como resultado, têm-se que, o peso específico do solo e a inclinação da ponta das estacas não interferem na formação do tampão de solo, enquanto que o diâmetro interno e a espessura da parede das estacas apresentam grande influência nos resultados. Além disso, o programa selecionado para as simulações foi capaz de modelar o fenômeno do tamponamento, exibindo comportamento semelhante ao encontrado nos ensaios realizados em câmara de calibração.

Neste trabalho estudou-se o comportamento de estacas metálicas, do tipo perfil soldado, cravadas na formação Tremembé, na Bacia de Taubaté, em São Paulo. A formação Tremembé é cosntituída por folhelhos pirobetuminosos, cujo mineral predomiante é a montmorilonita. Foram analisados os resultados de provas de carga dinâmica de energia crescente em 14 estacas, sendo que, em todas elas, sistema estaca-solo foi levado à ruptura. Por meio da análise de 101 golpes, examinou-se o comportamento estático, segundo o modelo CAPWAPC, e o comportamento dinâmico do sistema. O comportamento estático foi investigado com base na aplicabilidade das fórmulas dinâmicas para a previsão de resistência. O mecanismo de transferência de carga foi estudado mediante a identificação de formas típicas de curvas de resistência estática mobilizadas pelo fuste e pela ponta, para o caso analisado. O comportamento dinâmico foi investigado na análise da ruptura e pós ruptura do sistema, pela aplicação do Princípio de Hamilton ao impacto do martelo. Verificou-se que o mecanismo de transferência de carga do sistema estaca-solo foi fortemente influenciado pela variabilidade das camadas de solo atravessadas pelo elemento estrutural de fundação. A quebra da estrutura do folhelho pelo processo de cravação também interferiu na transferência de carga. Constatou-se a aplicabilidade do repique como instrumento de controle de cravação de estacas metálicas. / In this work the behavior of steel piles driven in Tremembé formation, in the Taubaté Basin, São Paulo was studied. The Tremembé formation is constituted by bituminous shale, which predominant mineral clayey component is the mo ntmorillonite. The dynamic loading tests results with increasing energy in 14 piles were analyzed, with all of the tests taken to system rupture. Through the analysis of 101 blows it was studied the static behavior, according to the CAPWAPC model, and the dynamic behavior of the system. The use of the dynamic and semi-empiric static formula for resistance prediction was evaluated. The load transfer mechanisms were studied by pattern form of mobilized static resistance curves by the shaft and toe. The application of Hamilton\'s principle to hammer impact allowed to analyze the failure and post failure of the pile-soil system. It was observed that the pile-soil load transfer mechanism was strongly influenced by the resistance variability of crossed soil layers by the structural element of foundation. The material break during the driving process also interfered in load transfer mechanism. The use of rebound as instrument of steel pile driving control shows reliable.