Thesis (MS )--Montana State University--Bozeman, 2008. / Typescript. Chairperson, Graduate Committee: Robert L. Mokwa. Includes bibliographical references (leaves 100-109).

O trabalho apresenta o histórico e o desenvolvimento dos equipamentos de estacas hélice segmentada, que surgiram no ano de 2002. Atualmente já existe um número representativo de equipamentos em operação no mercado, confirmando a boa aceitação do processo pelo meio técnico. São detalhados os aspectos executivos deste tipo de fundação e investiga-se o risco de sua execução no aspecto operacional, no que se refere à integridade da estaca, caso não sejam observados padrões ou regras adequadas pelas empresas executoras. Foram executados ensaios de integridade (PIT) em 10 estacas hélice segmentadas, instaladas em São Bernardo do Campo SP, com particularidades executivas diversificadas e em terreno com características distintas, que permitiram verificar a confiabilidade dos gráficos de monitoração da perfuratriz. Ainda neste trabalho, apresenta-se resultado de prova de carga instrumentada, feita numa estaca hélice segmentada de 30 cm de diâmetro e 12 m de comprimento, instalada no Campo Experimental de Fundações e Mecânica dos Solos da UNICAMP. A estaca foi submetida a carregamentos lento e rápido, estáticos e à compressão, e seus resultados são comparados com os de provas de carga em estacas tipo hélice contínua, de mesmo comprimento, feitas anteriormente no local. Ao término, apresentam-se algumas recomendações baseadas na pesquisa e no acompanhamento de obras, podendo-se assim, avaliar padrões de boa e má execução. / This work presents the history and development of segmented flight auger equipment, which appeared in 2002 in Brasil. Nowadays there is already a considerable number of equipments being operated in the market, confirming the well acceptance of the process in the technical field. The executive aspects on this type of foundation are detailed and it is investigated the risk of its execution in the operational aspect regarding the pile integrity, in case patterns or adequate rules are not observed by the pile companies. Pile integrity tests have been carried out in 10 segmented flight augers installed in São Bernardo do Campo SP, with executive particularities in diversified fields with distinguished characteristics, which allowed to check the reliability of monitoring graphs from the drilling machine. In addition, it is shown the result of an instrumented loading test, carried out on a segmented flight auger of 30 cm diameter and 12 m length, installed at the Experimental Field of Foundation and Soil Mechanics at UNICAMP. The pile was submitted to slow and quick static loading compression tests. A comparison is made with the results of load tests on continuous flight auguer, of the same length, done before on this site. Finally, some recommendations are presented based on the research and on the follow-up of constructions, allowing to evaluate patterns of good and bad execution.

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 trabalho apresenta o histórico e o desenvolvimento dos equipamentos de estacas hélice segmentada, que surgiram no ano de 2002. Atualmente já existe um número representativo de equipamentos em operação no mercado, confirmando a boa aceitação do processo pelo meio técnico. São detalhados os aspectos executivos deste tipo de fundação e investiga-se o risco de sua execução no aspecto operacional, no que se refere à integridade da estaca, caso não sejam observados padrões ou regras adequadas pelas empresas executoras. Foram executados ensaios de integridade (PIT) em 10 estacas hélice segmentadas, instaladas em São Bernardo do Campo SP, com particularidades executivas diversificadas e em terreno com características distintas, que permitiram verificar a confiabilidade dos gráficos de monitoração da perfuratriz. Ainda neste trabalho, apresenta-se resultado de prova de carga instrumentada, feita numa estaca hélice segmentada de 30 cm de diâmetro e 12 m de comprimento, instalada no Campo Experimental de Fundações e Mecânica dos Solos da UNICAMP. A estaca foi submetida a carregamentos lento e rápido, estáticos e à compressão, e seus resultados são comparados com os de provas de carga em estacas tipo hélice contínua, de mesmo comprimento, feitas anteriormente no local. Ao término, apresentam-se algumas recomendações baseadas na pesquisa e no acompanhamento de obras, podendo-se assim, avaliar padrões de boa e má execução. / This work presents the history and development of segmented flight auger equipment, which appeared in 2002 in Brasil. Nowadays there is already a considerable number of equipments being operated in the market, confirming the well acceptance of the process in the technical field. The executive aspects on this type of foundation are detailed and it is investigated the risk of its execution in the operational aspect regarding the pile integrity, in case patterns or adequate rules are not observed by the pile companies. Pile integrity tests have been carried out in 10 segmented flight augers installed in São Bernardo do Campo SP, with executive particularities in diversified fields with distinguished characteristics, which allowed to check the reliability of monitoring graphs from the drilling machine. In addition, it is shown the result of an instrumented loading test, carried out on a segmented flight auger of 30 cm diameter and 12 m length, installed at the Experimental Field of Foundation and Soil Mechanics at UNICAMP. The pile was submitted to slow and quick static loading compression tests. A comparison is made with the results of load tests on continuous flight auguer, of the same length, done before on this site. Finally, some recommendations are presented based on the research and on the follow-up of constructions, allowing to evaluate patterns of good and bad execution.

Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Labaki_Josue_D.pdf: 3777054 bytes, checksum: 98096129397b78d6f60e69e7d8210b9b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho apresenta novos modelos para descrever o comportamento harmônico de placas rígidas e flexíveis incrustadas em meios estratificados. Incrustações profundas das placas são representadas por interfaces bi-materiais de meios viscoelásticos transversalmente isotrópicos. Incrustações rasas são representadas por meios estratificados viscoelásticos transversalmente isotrópicos. Os modelos de meios circundantes são obtidos com base em modelos clássicos disponíveis na literatura, que estão em coordenadas cilíndricas. O método usado para obter esses modelos envolve transformadas de Hankel, com o objetivo de obter as equações de movimento em um domínio no qual elas possam ser manipuladas algebricamente. Algumas funções de interesse são expandidas em séries de Fourier, para decompor grandezas como deslocamentos, tensões e carregamentos em termos axissimétricos e antissimétricos. No modelo de placa rígida, a incrustação da placa é descrita assumindo que uma superfície circular do meio circundante é rígida. Um conjunto de equações integrais acopladas, que relaciona deslocamentos e força de superfície atuantes nesta superfície, é resolvido por meio de discretização da superfície em discos anulares concêntricos. A teoria de Kirchhoff para placas finas é usada como modelo de placa flexível. Uma tentativa de solução para o perfil de deflexão da placa é definido em termos de série de potência. Uma função envolvendo as energias de deformação da placa e do meio é definida, cuja minimização, sob as restrições impostas pelas condições de contorno da placa, resulta no perfil de deflexão da placa incrustada. Os modelos de placa rígida e flexível incrustadas são comparados com resultados da literatura para incrustações em meios isotrópicos. Novos resultados são fornecidos para os casos de incrustações rasas ou profundas em meios viscoelásticos estratificados transversalmente isotrópicos, sob a ação de forças harmônicas verticais e transversais, assim como momentos. Os resultados deste trabalho contribuem para o estudo de fundações e âncoras em solos estratificados / Abstract: This work presents new models to describe the time-harmonic behavior of rigid and flexible circular plates embedded in layered media. Deep embedments of the plates are represented by bimaterial viscoelastic transversely isotropic interfaces. Shallow embedments are represented by multilayered viscoelastic transversely isotropic media. The models of surrounding media are derived according to classical models available in the literature, which are in cylindrical coordinates. The method used to derive these models involves Hankel transforms, in order to bring the equations of motion to a domain in which they can be dealt with algebraically. A few functions of interest are expanded in Fourier series, in order to describe quantities such as displacements, stresses and loadings in terms of axisymmetric or antisymmetric components. In the model of rigid plate, the embedded plate is described by considering that a circular surface within the surrounding medium is rigid. A set of coupled integral equations, which relate the displacements and the unknown tractions across this surface, is solved by discretizing the surface into concentric annular disc elements. Kirchhoff theory of thin elastic plates is used to describe the flexible plate. A trial function to describe the deflection profile of the plate is defined in terms of a power series. An energy functional is established, which involves the strain energy of the plate and of its surrounding medium. The minimization of this functional, under the restriction that is must satisfy the boundary conditions at the plate edge, results in the deflection profile of the embedded plate. The models of embedded plates are compared with previous results from the literature for the case of different embedments in isotropic media. New research results are provided for the case of shallow and deep embedments in layered viscoelastic transversely isotropic media, under time-harmonic vertical and transverse loads and rocking moments. The results of this work contribute to the study of embedded foundations and anchors in layered soil / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2018-04-12T17:32:49Z No. of bitstreams: 2 luana_vilela_andrade_aguiar.pdf: 3071732 bytes, checksum: b431a6eb212ecd4bf6c1f895a3d92d17 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T17:32:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 luana_vilela_andrade_aguiar.pdf: 3071732 bytes, checksum: b431a6eb212ecd4bf6c1f895a3d92d17 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-11-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES# / #2075167498588264571# / #600 / Economically profitable lands with good geotechnical characteristics to receive loads resulting from the increase in the number of constructions that aggregate more people in a smaller area are increasingly difficult components to be found in large cities. Considering this scenery, the work evidences the importance of knowing better the solution of foundation in radier staked, as its repressions occur, in order to rationalize the choice of the designer. The settling of stacked radiers, obtained from the combination of different factors, such as: the thickness and the geometric form of radiers, the number and diameter of cuttings and soil modulus of elasticity were evaluated, conferring to the implantation of the foundation studied in soils sandy, fluffy, medium-sized and compact. For the simulation of the 288 combinations of the above mentioned factors, three-dimensional (3D) analyzes were used by finite elements, through the ELPLA computational program. From the results are obtained estimated values of average and the coefficient of variation according to the parameters assigned to the combination. The effects indicated that the higher the modulus of elasticity of the soil, the lower the values obtained from the settlements; that the thickness of the radier is the geometric factor that exerts greater influence in the variation in the beliefs of the differential pressures; the diameters of the cuttings play an irrelevant influence on the variation of the amount of repression; the inclusion of cuttings may not mean that there will be a decrease in differential or total balances. In this study, for square radiers with L / B = 1 the ideal quantity was 20 stakes and for square radiers with L / B = 2, the ideal quantity was 40 stakes, being therefore fundamental a previous study to determine the optimal amount of stakes for each thickness and radier size. / Terrenos economicamente rentáveis e com boas características geotécnicas, para receber cargas oriundas do aumento do número de construções que agregam uma maior quantidade de pessoas numa menor área, são componentes cada vez mais difíceis de serem encontrados nas grandes cidades. Considerando este cenário, o trabalho evidencia a importância de conhecer melhor a solução de fundação em radier estaqueado, como ocorrem seus recalques, de maneira a racionalizar a escolha do projetista. Analisou-se o recalque de radiers estaqueados, obtidos a partir da combinação de diferentes fatores, tais como: a espessura e a forma geométrica de radiers, quantidade e diâmetro de estacas e módulos de elasticidade do solo, conferindo à implantação da fundação estudada em solos arenosos do tipo fofo, medianamente compacto e compacto. Para simulação das 288 combinações dos fatores supracitados, utilizou-se de análises tridimensionais (3D) por elementos finitos, através do programa computacional ELPLA. Dos resultados são obtidos valores estimados de recalques médios e do coeficiente de variação em função dos parâmetros atribuídos à combinação. Os resultados apontaram quanto maior o módulo de elasticidade do solo, menores são os valores obtidos dos recalques; que a espessura do radier é o fator geométrico que exerce maior influência na variação nos valores dos recalques diferenciais; os diâmetros das estacas desempenham influência irrelevante na variação dos valores de recalque; a inclusão de estacas pode não representar que haverá diminuição dos recalques diferenciais ou totais. Neste estudo, para radiers quadrados com L/B=1 a quantidade ideal foi de 20 estacas e para radiers quadrados com L/B=2, a quantidade ideal foi de 40 estacas, sendo então fundamental um estudo prévio para determinação da quantidade ótima de estacas para cada espessura e dimensão do radier.