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.

O dimensionamento de fundações apoiadas sobre solos reforçados por colunas representa um desafio devido à natureza composta do mesmo e à grande quantidade de inclusões envolvidas no processo de reforço. Do ponto de vista do cálculo da capacidade de carga, as metodologias de dimensionamento propostas na literatura tratam ou de cálculos empíricos, ou de cálculos analíticos para carregamentos puramente verticais, ou utilizam o método de elementos finitos através de análises elasto-plásticas incrementais. No presente trabalho estuda-se, através da análise limite, a capacidade de carga de fundações superficiais apoiadas sobre solos argilosos reforçados por colunas submetidas a cargas inclinadas. Assim, este trabalho constitui uma primeira referência em analisar o efeito do reforço no diagrama de interação que relaciona às componentes da carga. Inicialmente, realizou-se uma análise em estado plano de deformação para um solo reforçado por uma coluna isolada. Foram construídos campos de tensões lineares por trecho, estaticamente admissíveis e que satisfazem o critério de resistência, determinando limites inferiores da capacidade de carga. Trata-se da abordagem estática da análise limite. Na sequência, através da utilização de mecanismos de ruptura cinematicamente admissíveis, foram encontrados limites superiores da capacidade de carga. Trata-se da abordagem cinemática da análise limite. A construção de ábacos permitiu realizar um estudo paramétrico da melhora da capacidade de carga em função dos parâmetros adimensionais, definidos pela geometria e propriedades de resistência. Finalmente, realizou-se uma generalização à situação de um solo reforçado por um grupo de colunas, em estado plano de deformação, mediante a aplicação da abordagem estática e cinemática da análise limite e posterior estudo paramétrico. Os resultados mostraram que, a medida que aumenta a componente horizontal da força, a componente vertical de ruptura diminui. Este fato constitui um risco na edificação de estruturas submetidas a carregamentos inclinados. Os parâmetros adimensionais que controlam a capacidade de carga são: o ângulo de atrito interno do material de reforço e a relação entre o intercepto coesivo do reforço e do solo. Foi encontrado que, para fins práticos, a carga limite é independente da quantidade de colunas, sempre que o volume de reforço seja mantido. / From a practical engineering viewpoint, design of column-reinforced foundations turns to be a challenging task owing to the strong heterogeneity of the geo-composite resulting from the association of native soft soil and the reinforcing soil columns. The design procedures conceived to estimate bearing capacity improvement from this reinforcement technique have mainly dealt with foundations under vertical loading. The purpose of the present work is to investigate the ultimate bearing capacity problem of column-reinforced foundations under inclined loading, within the framework of limit analysis theory. Special emphasis is given to the effect of reinforcement on the interaction diagram relating the foundation load components. Starting from the situation of an isolated column, a lower bound solution for the bearing capacity is derived, in plain strain analysis, by considering statically admissible piecewise linear stress fields that comply with the failure condition everywhere in the foundation soil. On the other hand, the kinematic approach of limit analysis makes it possible, through the implementation of failure mechanisms on the column-reinforced structure, to derive upper bound estimates of the bearing capacity for each value of the inclination angle of applied load. The semi-analytical expressions of both lower and upper bound estimates allow for a parametric study on the improvement of the bearing capacity as a function of dimensionless parameters, which are defined from geometrical and strength properties. In this context, design charts are presented to provide an insight into the reinforcement mechanism. Finally, the generalization of the approaches to the situation of a soil reinforced by a group of columns is presented, considering plain strain analysis. As soon as the horizontal component of the force increases, the vertical component of the bearing capacity decreases. This fact constitutes a risk for structures submitted to inclined loading. The dimensionless parameters that control the bearing capacity are: the reinforcement material friction angle and the relation between the coesion intercept of the reinforcement and the soil. For practical purposes, the bearing capacity doesn’t depend on the column number, but on the reinforcement volume.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A geotecnia constitui uma disciplina relativamente recente na área da engenharia civil, e dessa disciplina faz parte um capítulo ainda menos estudado que trata de fundações submetidas a esforços de tração. O presente trabalho deriva do conjunto de provas de cargas realizado para um importante projeto de linhas de transmissão que permitiu a aferição da teoria de capacidade de carga à tração da Universidade de Grenobel, cujos estudos comparativos mostram bons resultados para fins de aplicações práticas. De posse da extensa documentação técnica produzida e documentada por esse estudo foi possível comparar os resultados obtidos pelas provas de cargas e os resultados teóricos com os resultados das modelagens 2D axisimetricas por elementos finitos. Além dessas análises, foi possível verificar a variação da resistência à tração através de análises paramétricas realizadas a partir da variação da coesão e do ângulo de atrito. Os estudos apresentados reafirmam a confiabilidade das teorias da Universidade de Grenoble, que contemplam a simplicidade desejada às aplicações de cunho prático, com resultados satisfatórios em relação àqueles obtidos nos ensaios de tração. Por outro lado, as análises paramétricas realizadas indicaram a tendência de comportamento que a resistência à tração deve apresentar para diferentes parâmetros do solo. O conhecimento dessas tendências permite ao projetista avaliar os fatores de segurança sob ponto de vista probabilístico, ou seja, permite o emprego de fatores de segurança com o conhecimento da probabilidade de ruína associada. As análises probabilísticas foram traçadas a partir do emprego de funções genéricas de várias variáveis no formato FOSM (First Order Second Moment) que fornecem soluções aproximadas para o cálculo de desvio padrão quando não existe uma amostragem representativa. Ao término das análises, obteve-se como resultado, o mapa comparativo da probabilidade de ruína para os mesmos fatores de segurança empregados com base em resistências estimadas através de diferentes métodos de cálculos (Universidade de Grenoble e modelagem computacional). / Geotechnical engineering is a relatively recent area of civil engineering, which comprises the much less studied topic of foundations under tensile loads. Based on an extensive literature review this paper presents a set of foundation uplift tests carried out for an important transmission line project that allowed to compare the test results with the theory developed at the University of Grenoble, with fairly good results for practical purposes. The test results have also been compared to axisymmetric finite element analysis, also with satisfactory results. This study also presents parametric variations of the soil strength parameters to estimate the variation of the tensile foundation capacity based on sequentially increasing values of cohesion and friction angle. The parametric variation of the soil strength parameters was intended to provide the necessary insight to a complementary probabilistic analysis presented at the end of this dissertation. This work confirms the adequacy and simplicity of the theoretical framework developed at the University of Grenoble comparably to more refined techniques such as finite element analysis, providing a valuable tool for practical design applications. The probabilistic analysis was based on standard FOSM (First Order Second Moment ) approximation, providing estimates of the standard deviation of the tensile foundation capacities to better understand expected variations of the foundation uplift capacity in practical problems.

The dimensioning of shallow foundations requires the professional to define clearly and objectively, for the soil in question, the load capacity and forecast the settlings of the foundation submitted to the structure having as base its mechanical properties obtained through field and/or laboratory investigation. One of the safest ways to take this decision is based on information from plate load tests because through this it is possible to reproduce in a minor proportion the real behavior of the future foundation, perhaps using this as a tool to help in the decision making to dimension shallow foundations, contributing to a more efficient development of the foundation work. The present work is about the analysis of the CEEG/UFSM soil behavior through tests on direct load proof on foundation field (plate load test). The research is divided, basically into two great phases. There was an experimental phase which comprehended geotechnical characterization trials and plate load tests to evaluate the behavior tension-settling of foundation. There were 7 plate load tests in 3 ditches dug manually up to 0,7 m depth. Plates with 15, 30 and 50 cm diameter were used and the reaction system was formed by reaction piles united by a reaction beam. The second phase was the analysis of the results obtained, analyzed through curves tension-settling of foundation, where some criteria were applied to define the rupture tension and some considerations were done on the settling of foundation forecast and scale effect. / O dimensionamento de fundações superficiais requer que o profissional defina de forma clara e objetiva, para o solo em questão, a capacidade de carga e a previsão dos recalques que se submete à estrutura, baseando-se em suas propriedades mecânicas obtidas em investigações de campo e/ou laboratório. Uma das formas mais seguras de se tomar essa decisão está baseada nas informações advindas do ensaio de carregamento direto sobre placas, pois, através dele, se reproduz em escala reduzida o comportamento real da futura fundação, podendo servir como ferramenta de auxílio na tomada de decisão para o dimensionamento de fundações superficiais, contribuindo para o desenvolvimento mais eficaz das obras de fundação. O presente trabalho trata da análise do comportamento do solo do CEEG/UFSM através do ensaio de prova de carga direta sobre terreno de fundação (ensaio de placa). A pesquisa dividiu-se basicamente em duas grandes etapas. Uma etapa experimental, a qual compreendeu ensaios de caracterização geotécnica e ensaios de placa para a avaliação do comportamento tensão-recalque. Realizou-se 7 ensaios de placa em três trincheiras escavadas manualmente até a profundidade de 0,7 metros. Utilizou-se placas de 15, 30 e 50 cm de diâmetro e o sistema de reação compreendia estacas de reação unidas por uma viga de reação. A segunda etapa consistiu na análise dos resultados obtidos, analisados através de curvas tensão-recalque, as quais se aplicaram alguns critérios para definir a tensão de ruptura e fez-se algumas considerações sobre a previsão de recalques e o efeito escala.

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

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-11Bitstream added on 2014-06-13T20:41:45Z : No. of bitstreams: 1 furini_la_dr_prud.pdf: 1832779 bytes, checksum: 9ab78bde39e8dd4e6ca1afeed76856e1 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A sociedade brasileira apresenta alto grau de desigualdade social, fazendo com que as condições de vida da população cheguem aos limites da precariedade e da indigência. A reversão dessa desigualdade social tornou-se objetivo de várias iniciativas governamentais e não-governamentais que oscilam entre um enfrentamento e um pseudoenfrentamento da questão, além dos diversos limites existentes quanto à eficiência ou eficácia destas iniciativas. Compreender esses limites e desmascarar os processos excludentes que eles encerram torna-se um desafio no período atual, pressupondo abordagem multidisciplinar e multimetodológica. Nesta tese sobre redes sociais temáticas procuramos demonstrar como essa abordagem geográfica consegue estabelecer essa integração multidisciplinar, correlacionando variáveis qualitativas e quantitativas em meio a elementos subjetivos e físicos dos grupos sociais pesquisados. Quando estabelecemos o objetivo de compreender como o tema da proteção integral à criança e ao adolescente se objetiva em meio a redes técnicas ou sociais no município de Presidente Prudente (SP), pretendemos também mostrar que esse processo é influenciado por intencionalidades presentes no espaço geográfico e assim tornar evidente que as políticas públicas que não consideram estas especificidades e abordagens semelhantes, ou são formas de manter a desigualdade social, ou ainda não atingiram níveis de elaboração, implantação, execução e resultados qualitativos e quantitativos compatíveis com o que a complexidade atual requer... / Brazilian society is characterized by a high degree of inequality, such that a large portion of the population lives in precarious conditions bordering on indigence. Reversing social inequality has been identified as the objective of various governmental and nongovernmental agencies. With initiatives of questionable efficiency and efficacy, the agencies’ implementation tends to oscillate between true and pseudo-confrontation with the issues involved. A challenge at present, one requiring disciplinarily and methodologically diverse approaches, is that of revealing and understanding the processes of exclusion that their initiatives are meant to address. This thesis focuses on child welfare services to show how the geographic approach to studying thematically-specific social networks permits the integration of disciplines and methods, enabling qualitative and quantitative variables to be correlated through the analysis of the subjective and physical elements of the social groups researched. By establishing the objective of understanding how childhood and adolescent protection services function through social and professional networks in the city of Presidente Prudente, São Paulo, the thesis shows how these services are influenced by intentionalities present in geographic space. In this way, the thesis intends to turn selfevident the argument that public policies that fail to take into consideration these specificities are services bound to either maintain social inequality or have yet to reach their full level of elaboration, implementation and execution... (Complete abstract, click electronic access below)

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.

Engenheiros geotécnicos, defrontam-se frequentemente com solos de baixa capacidade de suporte. Para viabilizar projetos nestes materiais, pode-se utilizar fundações com grandes dimensões e/ou melhorar a propriedades mecânicas destes solos. Fundações de grandes dimensões podem ser extremamente onerosas e gerar impactos ambientais indesejáveis provocados por grandes movimentações de solo. Em contrapartida, o melhoramento das propriedades mecânicas do solo pode ser obtido por meio de tratamento com agentes cimentantes. Esta técnica tem-se mostrado bastante promissora nas diversas subáreas da geotecnia, como por exemplo, leito e subleito de pavimentação, estabilidade de taludes e terrenos para assentamento de fundações à compressão. A utilização desta técnica em fundações escavadas submetidas à tração ainda é incipiente. Até meados dos anos 1950, os métodos de previsão de desempenho consideravam somente o peso do solo contido em uma superfície ruptura somado ao peso da fundação, como contribuindo na capacidade de carga ao arrancamento. Estudos recentes passaram a incluir uma terceira parcela de resistência devido à resistência ao cisalhamento do solo. A partir de então diversos autores passaram a estudar técnicas de melhoramento e reforços dos reaterros. Num primeiro momento, foi estudada a influência das técnicas de compactação do reaterro e a substituição do material por outro com melhores propriedades. Atualmente, os estudos concentram-se no reforço dos reaterros com geossintéticos e adição de agentes cimentícios. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é realizar um estudo avaliando os benefícios gerados pelo aumento da capacidade de carga, de fundações escavadas e reaterradas com areia fina e homogênea (proveniente da cidade de Osório/RS), cimentada, avaliando sua influência em termos das propriedades geométricas (diâmetro das fundações, profundidade de assentamento e diâmetro de tratamento) e geotécnicas (coesão, ângulo de atrito e módulo de elasticidade, influenciados pelo teor de cimento). Para tanto foram realizadas provas de carga à tração, variando-se o diâmetro (30 e 45 cm), profundidades de embutimentos (entre 0,5 e 2,0), e teores de cimento (0%, 3% e 7%). Através das provas de carga, verificou-se que o aumento do teor de cimento e da profundidade de assentamento aumentam a capacidade de carga à tração. Os resultados experimentais foram reproduzidos pelo método de elementos finitos por meio de retroanálise. A partir do modelo numérico gerado pela retroanálise, foram executadas duas análises paramétricas. Na primeira foram definidos os parâmetros significativos – coesão e embutimento – e determinada uma equação adimensional para determinação da carga máxima para tratamento de uma camada infinita. Na segunda análise foram definidos ábacos para determinação da perda de carga em função da redução do diâmetro de tratamento, para três níveis de cimentação – baixa, média e alta. / Geotechnical engineers frequently have to deal with soils that have reduced strength. In order to carry out the design of footings in such materials, their base has to be quite large and/or mechanical properties of the soils have to be improved. Shallow foundations of large dimensions can be extremely expensive and generate undesirable environmental impacts due to large soil movements. As an alternative, the improvement of mechanical properties of the local soil can be obtained by treating it with cementitious agents. Such technique has been used with success in several earthworks such as the improvement of base and sub-base of pavements, slope stability and particularly as a soil-cement mixture of a compacted layer over a low bearing capacity soil. The use of such technique in footings subjected to pullout forces is still insipient. Until middle 1950’s, pullout design methodologies of shallow foundations embedded in soil backfills considered only the weight of the soil contained inside a specific failure surface plus the foundation self-weight as the pullout failure load. Further studies included the shear strength of the soil at the failure surface. Since then several authors considered several techniques to improve and/or reinforce the backfills. At first the influence of backfill compaction and material substitution to improve soil properties were considered. Nowadays, studies concentrate in the reinforcement of backfills with geosynthetics and in the addition of cementitious agents. In such context, the main aim of present work is to carry out a research evaluating the benefits towards the improvement of uplift performance of footings embedded in cemented stabilized backfill, analyzing the influence of the geometrical characteristics of the problem (diameter of the footings, depth of embedment and size of the improved area) and geotechnical properties of the backfill (cohesion intercept, friction angle and Young’s modulus), the latter influenced by the amount of cementitious agents inserted on the soil. For doing so, several pullout tests were carried out varying foundation diameter (0.30 and 0.45 m), embedment depth according foundation diameter (ranging from 0.5 e 2.0) and cement contents (0%, 3% and 7%) in the stabilized backfill. Results of pullout tests have shown that the increase of cement content and embedment depth of the backfill increased uplift capacity. Field results were reproduced through a back-analysis using the finite element technique. In the sequence, two distinct parametrical analyses were also carried out. In the first analysis the parameters that show significance were cohesion intercept and embedment depth – a non-dimensional equation determining the failure pullout load (considering infinite horizontal improvement) was determined. In the second analysis distinct abacus were produced to allow considering reduction of horizontal treatment area for three cementation levels – low, medium e high.