A pesquisa aborda problemas de recalques que vem ocorrendo na Cidade de Santos desde o início dos anos 40, devido à implantação de edifícios sob fundação direta. O trabalho destaca o Bairro da Ponta da Praia, onde os recalques ocorridos, principalmente os diferencias, foram bem menores que no restante da orla, e a região entre os canais três e seis, denominado pela autora Faixa Crítica, onde estão concentrados diversos edifícios inclinados ao longo da orla. Foi feita uma revisão bibliográfica envolvendo aspectos históricos, geológicos e geotécnicos sobre a cidade de Santos e os principais fatores que a tornaram tão conhecida pelos edifícios tortos ao longo de sua orla. Nessa revisão, apresentaram-se dados sobre o subsolo de Santos, no contexto mais geral dos solos, a Baixada Santista. Foram reapresentados dados de alguns edifícios bastante recalcados e conhecidos na cidade e analisados métodos existentes para estabilização de recalques; alguns casos de aplicação foram relatados. Os estudos foram baseados em uma grande quantidade de sondagens de simples reconhecimento coletadas na cidade; alguns ensaios do cone, CPT e CPTU, também foram analisados. Foi feita uma comparação entre as duas regiões Ponta da Praia e Faixa Crítica, mostrando as diferenças nas espessuras e nas propriedades geotécnicas das camadas de areia superficial. Foram feitos também cálculos para a previsão de recalques no bairro da Ponta da Praia e na Faixa Crítica, levando-se em conta os mecanismos de sobreadensamento das argilas da Baixada Santista e diferenças nas espessuras da camada de areia superficial. Com a análise das sondagens coletadas foi possível responder alguns questionamentos sobre o perfil geotécnico da Orla de Santos, traçar o perfil geotécnico da orla do bairro da Ponta da Praia e traçar seções no sentido transversal à orla, (praia-centro). / The research concerns settlement issues occurring in the city of Santos since the 40s because of the building construction under shallow foundation. The work emphasizes the neighborhood called Ponta da Praia where the settlements mainly the differentials, have been slighter than the rest of the seashore, and the region between the channels three and six, named by the author the Critical Strip several inclined buildings are concentrated along the seashore. A bibliographic revision has been made involving historical, geological and geotechnical aspects about the city of Santos and the mainly facts which became the city well-known due to the inclined buildings along the seashore. The revision presented specific geotechnical data about the Santos subsoil, in the general context the Santos Coastal Plain, named Baixada Santista. Settlement data of some inclined buildings where also presented and current plumbing methods were evaluated and some application cases were reported. The studies were based in a large amount of borings (SPT) executed in the city; and a couple of CPT and CPTU were analyzed. The differences between Ponta da Praia and the Critical Strip were pointed out related to the upper sand layer thickness as well as its geotechnical properties. Also computations were made for the evaluation of settlement in the neighborhood Ponta da Praia an in the Critical Strip taking into account the known clay overconsolidation mechanisms in the Baixada Santista and differences in upper sand layer thickness. With the boring analyses it was possible to answer some questions about the existing geotechnical section of the neighborhood Ponta da Praia and to sketch cross-sections transverse to the seashore (beach city center).

O equipamento de conepenetrometria foi utilizado em um programa de investigação geotécnica realizado no campo experimental da UFRGS em Cachoeirinha, RS. O ensaio de cone elétrico permite medir a resistência de ponta e atrito lateral, cujos valores são registrados de forma contínua em microcomputador. No presente trabalho os valores medidos foram utilizados com o objetivo de analisar a aplicabilidade do ensaio em solos coesivo-friccionais. A interpretação dos resultados objetivou investigar alguns aspectos relacionados à determinação de propriedades desses solos e a previsão do comportamento de fundações. A utilização do cone elétrico mostrou-se eficiente na determinação da estratigrafia do subsolo. Através da análise do espectro dos sinais medidos no ensaio é possível obter informações quanto ao perfil de resistência do solo, sua variabilidade vertical e espacial. No entanto, as classificações do solo a partir da medida de resistência de ponta (qc) e razão de atrito (FR), freqüentemente utilizadas em solos sedimentares (Schmertmann, 1978; Searle, 1979; Douglas & Olsen, 1981 e Robertson & Campanella, 1983), mostraram-se inapropriadas quando aplicadas a solos coesivo-friccionais. A determinação de propriedades de resistência através de ensaios de penetração não pode fazer uso de correlações usualmente adotadas na prática de engenharia de solos sedimentares, uma vez que a resistência ao cisalhamento dos solos coesivo-friccionais é expressa em termos de duas variáveis: ângulo de atrito interno e intercepto coesivo (c). Adotando a hipótese de ângulo de atrito interno constante, obtido através de ensaio de cisalhamento direto inundado, valores de intercepto coesivo (c) foram retrocalculados a partir da resistência de ponta medida no ensaio de cone elétrico (qc) e de formulações baseadas em teorias de capacidade de carga de sapatas. Dentre as formulações analisadas, as proposições de Durgunoglu & Mitchell (1973) e Janbu & Senneset (1974) conduzem a valores de intercepto coesivo da mesma ordem de magnitude dos encontrados em ensaios de cisalhamento direto. Em paralelo, correlações de natureza semi-empírica entre a resistência de ponta do cone (qc) e módulos de elasticidade (correspondente a diferentes níveis de deformação do elemento de fundação) foram estabelecidas. O estudo avalia ainda a aplicabilidade de métodos correntes de previsão de capacidade de carga em fundações profundas e superficiais assentes em solos coesivo-friccionais. Dados de provas de carga executadas no campo experimental foram analisadas com essa finalidade. Os resultados dessa análise indicam que o método de Acki & Velloso (1975) prevê com razoável acuidade a carga total de ruptura enquanto outros métodos testados (Van der Veen & Boresma, 1957; Te Kamp, 1977; Scmertmann, 1978; Philipponat, 1980 e Bustamante & Gianeselli, 1982) superestimam a carga de ruptura. A tensão admissível de sapatas foi estimada através do parâmetro M, razão entre qc e adm. Os valores de M variam de 5,9 a 19,0. A dispersão observada é considerável o que indica a dificuldade de aplicação desta metodologia em projetos geotécnicos. / An experimental programe making use of an electrical cone rig was carried out in the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) geotechnical testing site in the city of Cachoeirinha, province of Rio Grande do Sul, Brazil. The electrical cone test provide a continuous measurement of cone tip resistance and local side friction. The present study is related to the interpretation of electrical CPT data in cohesive-frictional soils. Interpretation of CPT records were used to investigate some aspects of soil properties and foundation behaviour. The electrical CPT proved to be an efficient tool to establish soil stratigraphy, as well as to determine Pedologic horizons. However, soil classification based on cone tip resistance (qc) and friction ratio (FR), used in sedimentary soils (Schmertmann, 1978; Searle, 1979; Douglas & Olsen, 1981 e Robertson & Campanella, 1983), proved to be inappropriated when applied to cohesive-frictional materiais. Determination of strength properties in cohesive-frictional soils through penetration tests cannot make use of correlations for sedimentary soils, once the soil shear strength is expressed in terms of two variables - internai frictional angle and cohesive intercept (c). Among analysed bearing capacity theories, only those proposed by Durgunoglu & Mitchell (1973) and Janbu & Senneset (1974) have demonstrated to be usefull on predicting shear strength parameters since the analytically predicted shear strength parameters is the same order of magnitude as the parameters obtained through direct shear tests. In parallel, semi-empirical correlations between cone tip resistance (qc) and Young's modulus were established. This study have also evaluated the applicability of current design methods for predicting bearing capacity of shallow foundations and piles on cohesive-frictional materiais. Pile and plate loading tests carried out in the experimental site were interpreted. The results of this analysis indicate that Aoki & Velloso method (1975) was the most accurate in the prediction of failure load while other methods (Van der Veen & Boresma, 1957; Te Kamp, 1977; Scmertmann, 1978; Philipponat, 1980 e Bustamante & Gianeselli, 1982) superestimate the ultimate load. Allowable bearing stresses of shallow foundation were estimated through obtainance of parameter M, defined as the ratio of qc and adm. Values of qc/adm range between 5,9 and 19,0; considerable scatter is observed which indicates the difficulty of applying this methodology in geotechnical design.

O presente trabalho apresenta um estudo detalhado da monitoração de energia durante a cravação do amostrador no ensaio SPT, bem como da identificação dos fatores que influenciam estas medidas. Para tanto foi desenvolvido um equipamento para a aquisição dos sinais de força e de aceleração que consta de uma célula de carga, amplificadores e condicionadores de sinais de força e aceleração, sistema de aquisição de sinal e tratamento numérico dos registros. Paralelamente foi implementado um programa embasado na técnica de diferenças finitas que simula numericamente o ensaio, inclusive o balanço das distintas energias ao longo do processo. De posse dessas ferramentas e tecnologia efetuou-se uma extensa campanha de ensaios totalmente controlados. Os resultados da campanha experimental, associados aos fundamentados e princípios básicos da física, permitiram o entendimento do processo de cravação do amostrador no solo com a determinação das perdas (eficiências) ocorridas ao longo do processo e a proposição de uma nova abordagem de interpretação fundamentada no trabalho efetivamente consumido na cravação do amostrador no solo. O conhecimento deste trabalho abre uma gama de alternativas para a estimativa de propriedades de comportamento de solos com base em resultados de medidas de SPT. Exemplos da aplicação destas alternativas são apresentados Ao longo do trabalho verificou-se que: O intervalo de integração utilizado na apropriação da energia deve ser tal que leva em consideração os golpes subseqüentes mesmo em se tratando de hastes longas; A energia assim determinada é dependente da resistência do solo; Existem perdas de energia ao longo das hastes; Estas perdas são diretamente proporcionais ao comprimento das hastes; O ensaio é um fenômeno de grandes deslocamentos e, portanto, deve ser interpretado com a adoção de um referencial fixo e fora do sistema; A variação da energia potencial das hastes deve ser considerada no computo da energia consumida na cravação do amostrador no solo e esta variação da energia é diretamente proporcional à massa das hastes.

A previsão da capacidade de carga de estacas constitui-se um dos desafios da engenharia de fundações por requerer, na teoria, a estimativa de propriedades do solo, suas alterações pela execução da fundação e o conhecimento do mecanismo de interação solo-estaca. Devido à dificuldade de reproduzir analítica e numericamente o mecanismo de interação solo-estaca, a prática brasileira faz uso correlações empíricas, relacionando diretamente os resultados do ensaio SPT com o desempenho do elemento de fundação. Apesar da grande contribuição dos métodos tradicionalmente utilizados, a sua validade está limitada à prática construtiva regional e às condições específicas dos casos históricos utilizados em seu estabelecimento. Com o objetivo de incorporar à engenharia de fundações brasileira um novo método de previsão de capacidade de carga de estacas, obtido diretamente a partir de ensaios SPT, desenvolveu-se nesta pesquisa uma metodologia baseada na interpretação do ensaio SPT sugerida por Odebrecht (2003). À luz desta nova interpretação, utiliza-se a força dinâmica de reação do solo à cravação do amostrador SPT para estimar a capacidade de carga de estacas, relacionando os mecanismos de mobilização de resistência do amostrador (modelo) com os da estaca (protótipo). No intuito de validar a metodologia proposta, organizou-se neste trabalho, um expressivo banco de dados compostos por 325 provas de carga à compressão e 43 provas de carga à tração, executadas em diferentes regiões do país. Das provas de carga à compressão, 132 casos são de estacas cravadas pré-moldadas de concreto, 28 de estacas metálicas, 95 de estacas hélice contínua e 70 casos de estacas escavadas. Já nas provas de carga à tração, 3 casos são de estacas cravadas pré-moldadas, 31 de estacas hélice contínua e 9 casos de estacas escavadas. Conclui-se a partir de análises comparativas entre cargas previstas e medidas que o método proposto é capaz de prever de forma satisfatória a capacidade de carga de estacas. Uma análise estatística dos dados possibilitou atribuir à estimativa de capacidade de carga, um intervalo de confiança das previsões, baseado na confiabilidade requerida para o projeto.

O equipamento de conepenetrometria foi utilizado em um programa de investigação geotécnica realizado no campo experimental da UFRGS em Cachoeirinha, RS. O ensaio de cone elétrico permite medir a resistência de ponta e atrito lateral, cujos valores são registrados de forma contínua em microcomputador. No presente trabalho os valores medidos foram utilizados com o objetivo de analisar a aplicabilidade do ensaio em solos coesivo-friccionais. A interpretação dos resultados objetivou investigar alguns aspectos relacionados à determinação de propriedades desses solos e a previsão do comportamento de fundações. A utilização do cone elétrico mostrou-se eficiente na determinação da estratigrafia do subsolo. Através da análise do espectro dos sinais medidos no ensaio é possível obter informações quanto ao perfil de resistência do solo, sua variabilidade vertical e espacial. No entanto, as classificações do solo a partir da medida de resistência de ponta (qc) e razão de atrito (FR), freqüentemente utilizadas em solos sedimentares (Schmertmann, 1978; Searle, 1979; Douglas & Olsen, 1981 e Robertson & Campanella, 1983), mostraram-se inapropriadas quando aplicadas a solos coesivo-friccionais. A determinação de propriedades de resistência através de ensaios de penetração não pode fazer uso de correlações usualmente adotadas na prática de engenharia de solos sedimentares, uma vez que a resistência ao cisalhamento dos solos coesivo-friccionais é expressa em termos de duas variáveis: ângulo de atrito interno e intercepto coesivo (c). Adotando a hipótese de ângulo de atrito interno constante, obtido através de ensaio de cisalhamento direto inundado, valores de intercepto coesivo (c) foram retrocalculados a partir da resistência de ponta medida no ensaio de cone elétrico (qc) e de formulações baseadas em teorias de capacidade de carga de sapatas. Dentre as formulações analisadas, as proposições de Durgunoglu & Mitchell (1973) e Janbu & Senneset (1974) conduzem a valores de intercepto coesivo da mesma ordem de magnitude dos encontrados em ensaios de cisalhamento direto. Em paralelo, correlações de natureza semi-empírica entre a resistência de ponta do cone (qc) e módulos de elasticidade (correspondente a diferentes níveis de deformação do elemento de fundação) foram estabelecidas. O estudo avalia ainda a aplicabilidade de métodos correntes de previsão de capacidade de carga em fundações profundas e superficiais assentes em solos coesivo-friccionais. Dados de provas de carga executadas no campo experimental foram analisadas com essa finalidade. Os resultados dessa análise indicam que o método de Acki & Velloso (1975) prevê com razoável acuidade a carga total de ruptura enquanto outros métodos testados (Van der Veen & Boresma, 1957; Te Kamp, 1977; Scmertmann, 1978; Philipponat, 1980 e Bustamante & Gianeselli, 1982) superestimam a carga de ruptura. A tensão admissível de sapatas foi estimada através do parâmetro M, razão entre qc e adm. Os valores de M variam de 5,9 a 19,0. A dispersão observada é considerável o que indica a dificuldade de aplicação desta metodologia em projetos geotécnicos. / An experimental programe making use of an electrical cone rig was carried out in the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) geotechnical testing site in the city of Cachoeirinha, province of Rio Grande do Sul, Brazil. The electrical cone test provide a continuous measurement of cone tip resistance and local side friction. The present study is related to the interpretation of electrical CPT data in cohesive-frictional soils. Interpretation of CPT records were used to investigate some aspects of soil properties and foundation behaviour. The electrical CPT proved to be an efficient tool to establish soil stratigraphy, as well as to determine Pedologic horizons. However, soil classification based on cone tip resistance (qc) and friction ratio (FR), used in sedimentary soils (Schmertmann, 1978; Searle, 1979; Douglas & Olsen, 1981 e Robertson & Campanella, 1983), proved to be inappropriated when applied to cohesive-frictional materiais. Determination of strength properties in cohesive-frictional soils through penetration tests cannot make use of correlations for sedimentary soils, once the soil shear strength is expressed in terms of two variables - internai frictional angle and cohesive intercept (c). Among analysed bearing capacity theories, only those proposed by Durgunoglu & Mitchell (1973) and Janbu & Senneset (1974) have demonstrated to be usefull on predicting shear strength parameters since the analytically predicted shear strength parameters is the same order of magnitude as the parameters obtained through direct shear tests. In parallel, semi-empirical correlations between cone tip resistance (qc) and Young's modulus were established. This study have also evaluated the applicability of current design methods for predicting bearing capacity of shallow foundations and piles on cohesive-frictional materiais. Pile and plate loading tests carried out in the experimental site were interpreted. The results of this analysis indicate that Aoki & Velloso method (1975) was the most accurate in the prediction of failure load while other methods (Van der Veen & Boresma, 1957; Te Kamp, 1977; Scmertmann, 1978; Philipponat, 1980 e Bustamante & Gianeselli, 1982) superestimate the ultimate load. Allowable bearing stresses of shallow foundation were estimated through obtainance of parameter M, defined as the ratio of qc and adm. Values of qc/adm range between 5,9 and 19,0; considerable scatter is observed which indicates the difficulty of applying this methodology in geotechnical design.

O estado atual do conhecimento na Engenharia de Fundações é baseado em trabalhos teóricos que fundamentam os problemas de interação solo-estrutura, em resultados de provas de carga e em soluções numéricas. Boa parte da bibliografia é dedicada a estacas cravadas, sendo as referências a trabalhos em estacas escavadas de pequeno diâmetro muito reduzidas. No Uruguai é freqüente a utilização de estacas escavadas de pequeno diâmetro; uma característica particular é que geralmente na execução das estacas utiliza-se concreto apiloado. Entre 1995 e 1999, o Instituto de Estruturas e Transporte da Faculdade de Engenharia de Montevideo, desenvolveu um programa de pesquisa nos solos argilosos da formação geológica “Libertad”, muito comum na região sul do Uruguai, a mais urbanizada do pais. Foram executadas 46 provas de carga em estacas de pequeno diâmetro, 34 à tração e 12 à compressão. A grande maioria foram levadas até à ruptura, sendo este um dos fatores que diferencia o presente estudo de outros trabalhos, uma vez que provas de carga em estacas são normalmente ensaiadas para carregamentos de 2 vezes a carga de trabalho. Esta pesquisa constitui-se em uma contribuição inédita, por tratar-se do primeiro trabalho sistemático relacionado à avaliação do desempenho de fundações dentro da prática de engenharia no Uruguai No presente trabalho diferentes critérios de interpretação da curva carga-recalque são avaliados, sendo complementarmente analisada a influência da relação comprimento/diâmetro na deformabilidade do sistema solo-estaca. Foram aplicados ainda, vários métodos de previsão da capacidade de carga com base nos ensaios SPT e CPT, estudando-se assim a validade da aplicação destes métodos à realidade uruguaia. O método de Philipponnat (1986), apresentou o melhor desempenho entre todos os métodos de previsão de capacidade de carga analisados. Porém trata-se de um método baseado no CPT, não muito utilizado na prática uruguaia. Por este motivo, recomendase os métodos de Decourt e Quaresma (1978) ou Cabral (1987); estes dois métodos utilizam os resultados do ensaio SPT, ferramenta mais utilizada no Uruguai para projeto de fundações que o CPT.

Na prática Brasileira os projetos de fundações são elaborados fi-eqüentemente com base em resultados de ensaios de SPr. Desde a década de 1960, novos ensaios de investigação de subsolo tem sido incorporados à prática geotécnica, complementando as infonnações obtidas no SPr, e fornecendo uma descrição mais detalhada das características do subsolo. Este trabalho tem como objetivo principal a análise do desempenho da metodologia corrente de previsão de capacidade de carga de estacas escavadas, a partir dos resultados de ensaios de Conepenetrometria (CPT), realizados em solos residuais. A experiência acumulada do ensaio de Cone a 1Úvel internacional é restrita a depósitos de solos sedimentares, havendo a necessidade de ampliação do banco de dados de provas de carga em solos de origem residual. Com o oQjetivo de relacionar resultados de ensaios de Cone (CPT) com o dimensionamento de estacas escavadas em solos residuais, foram utilizadas as metodologias propostas por Aoki & Velloso (1975), Bustamante & Gianeselli (1982) e Philipponnat (1986), comparando cargas de ruptura medidas e estimadas. As análises são aplicadas tanto à estimativa da resistência de atrito lateral (Pl) como da carga de ponta (PP) das estacas O banco de dados utilizado neste estudo é composto de 22 estacas escavadas com diâmetro entre 400 e 700 mm e comprimento entre 7,5 e 25,0 m, bem como 31 sondagens CPT com profundidades variando de 5,0 a 25,0 m. São utilizados resultados de Provas de carga no Estado do Rio Grande do Sul, sendo posteriormente ampliado para outros casos publicados da prática brasileira. Todas as 22 estacas escavadas analisadas foram ensaiadas através de Prova de carga do tipo SML, sendo o Método de Van der Veen (1953) utilizado como referência para obtenção da carga de ruptura. Conclui-se a partir do estudo dos casos que nenhum dos três métodos analisados, propostos por Aoki & Velloso (1975), Bustamante & Gianeselli (1982) e Philipponnat (1986), apresentou desempenho satisfatório para o conjunto de dados analisados. Em geral as cargas previstas foram superiores às cargas medidas, o que caracteriza uma condição contrária à segurança. Entre os métodos analisados, o proposto por Aoki & Velloso (1975) produziu a melhor relação entre cargas medidas com cargas estimadas, porém sugere-se a ampliação deste banco de dados previamente ao uso generalizado deste método na prática de engenharia sempre que as estimativas forem realizadas com base em resultados de ensaios CPr.

CHAGAS, G. S. Estudo experimental do comportamento mecânico de estrato Silto-Argiloso (Massapê) para fundações superficiais. 2014. 111 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Geotecnia) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-09T12:08:29Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_gschagas.pdf: 3784240 bytes, checksum: 13cc524df6fb28fde3def264ade1943f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-16T11:39:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_gschagas.pdf: 3784240 bytes, checksum: 13cc524df6fb28fde3def264ade1943f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-16T11:39:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_gschagas.pdf: 3784240 bytes, checksum: 13cc524df6fb28fde3def264ade1943f (MD5) Previous issue date: 2014-04-29 / The design of shallow foundations requires defining clearly and objectively to the soil under study, the load capacity and the prediction of settlements that undergoes structure, based on the mechanical properties obtained from laboratory testing and field. The plaque assay is one of the safest ways to get this information from direct loading, which produces, in reduced scale, the behavior of the Future Foundation. The tests performed in this study were performed in three steps: geotechnical characterization (particle size, density determination, consistency limits, standard Proctor compaction and California bearing ratio (ISC)​​); Special laboratory tests (density and shear); and field trials (load tests). The objective of this study is to evaluate the evidence from conducting direct load with soil and flooded in natural moisture, if forecasts of potential collapse and expansion, made ​​from single and double edométricos tests are able to give consistent evidence. It was observed that results of double edometricos trials, conducted in silty clay soil of the city Ico, provided more consistent estimates for situations of soil collapse. Furthermore, the technique of compression problematic soils was adequate to mitigate or even nullify, problems related to the collapse and expansion of the studied soil. / O dimensionamento de fundações superficiais requer definição de forma clara e objetiva, para o solo em estudo, da capacidade de carga e a previsão dos recalques a que se submete a estrutura, baseando-se nas propriedades mecânicas obtidas por ensaios de laboratório e campo. O ensaio de placa é uma das formas mais seguras para se obter essas informações, a partir de carregamento direto, que produz, em escala reduzida, o comportamento da futura fundação. Os ensaios realizados nesta pesquisa foram executados em três etapas: caracterização geotécnica (granulometria, determinação da massa específica, limite de consistência, compactação proctor normal e índice de suporte califórnia (ISC)); ensaios especiais de laboratório (adensamento e cisalhamento); e ensaios de campo (provas de carga). O objetivo deste trabalho é avaliar a partir da realização de provas de carga diretas com solo na umidade natural e inundado, se previsões de potencial de colapso e expansão, realizadas a partir de ensaios edométricos simples e duplos são capazes de dar indicações concordantes. Foi observado que resultados de ensaios edometricos duplos, realizados no solo silto argiloso da cidade de Icó, proporcionaram estimativas mais concordantes para as situações de colapso do solo. Além disso, a técnica da compactação de solos problemáticos se mostrou adequada para minorar, ou mesmo anular, problemas relacionados ao colapso e a expansão do solo estudado.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Luiza Silva Almeida (luizaalmeida@bce.unb.br) on 2013-07-31T17:20:00Z No. of bitstreams: 1 2013_ DannyJoelAyalaCastillo.pdf: 5928055 bytes, checksum: b16f4b171134422825002064e0aa338f (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-08-02T20:15:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ DannyJoelAyalaCastillo.pdf: 5928055 bytes, checksum: b16f4b171134422825002064e0aa338f (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-02T20:15:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ DannyJoelAyalaCastillo.pdf: 5928055 bytes, checksum: b16f4b171134422825002064e0aa338f (MD5) / O constante crescimento populacional e a tendência de verticalização levam ao emprego de todas as técnicas e o uso de todos os solos disponíveis. Especificamente na cidade de Brasília/DF, a maioria dos solos caracteriza-se por sua má qualidade geotécnica (solos argilosos moles e colapsiveis). Para estes solos, os sistemas de fundação em prédios de pequeno e médio porte, geralmente, levam ao emprego de fundações profundas (estacas isoladas, grupo de estacas e tubulões) para se atingir os critérios de segurança da edificação, mas ao mesmo tempo encarecem o custo do empreendimento. A presente dissertação pretende validar, numericamente, a aplicação do sistema de radier estaqueado sobre estes solos, combinado com uma camada de solo melhorada com espessura finita, a fim de demonstrar que, conjuntamente ambos possam absorver as tensões de colapso nos primeiros metros, e assim permitam assegurar uma estrutura mais competente. Realizaram-se recompilações de informações sobre a caracterização dos solos argilosos colapsíveis do Distrito Federal (campo experimental da UnB), a aplicação do radier estaqueado sobre solos moles, a classificação da metodologia de projeto e as vantagens e desvantagens deste sistema. Utilizou-se como estudo de caso, um projeto real (prédio de 4 andares) executado pela metodologia convencional. Realizaram-se as retroanálises numérica das provas de carga de Sales (2000) e Mota (2003) para obterem-se os valores dos parâmetros do solo (Es, c, ϕ) nas camadas estratigráficas já conhecidas da área de trabalho, que representa um solo típico de Brasília. Para tanto utilizou-se a metodologia dos elementos finitos (MEF 3D), implementada no pacote CESAR- LCPC, versão 4.0, empregando-se um modelo constitutivo de Mohr Coulomb para o solo. Foi validado o pacote CESAR-LCPC, para sua aplicação em radier estaqueado, e calibrou-se o modelo numérico com a finalidade de se obter a quantidade de nós, número de elementos, o tipo de interpolação e os tipos de elementos a serem utilizados. Realizou-se a análise de sensibilidade para estudo de caso, modificando o sistema convencional para o sistema de radier estaqueado combinado. Realizaram-se combinações numéricas com variações da quantidade de estacas, do comprimento nas estacas e da espessura da camada. Estas análises foram controladas por meio de critérios de recalque admissível, distorção angular, tensões máximas de projeto, fator de segurança global do sistema e parcial no grupo de estacas. Por fim, foram escolhidas as melhores soluções a serem empregadas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The steady population growth and the trend of verticalization take us to the use of all available land. Knowing that most soils of Brasilia are characterized by poor quality (clay collapsible) materials if using generally conventional systems foundations (isolated piles, caissons and pile group) that results in great costs for the works, this dissertation wants to numerically validate the application of the piled raft on these soils, combined with a layer of improved soil with finite thickness. It was performed a compilation of information on the characterization of collapsible clayey soils in the Federal District (experimental research site of UnB), as well as the application of piled raft system on soft ground. It was classified the design methodology, and studied the advantages and disadvantages of this system. Back Analyses were performed with obtain the soil load tests extracted from the work of Sales (2000) and Mota (2003) in order to obtained parameters (Es, c, φ) and the stratigraphic layers according to the reality of Brasilia. It was done with the help of the finite element method (FEM 3D), implemented in the package CESAR-LCPC, version 4.0, using a constitutive model of Mohr Coulomb. The CESAR package has been validated for its application in piled raft system, and the numerical model has been calibrated in order to obtain the number of nodes, number of elements, the interpolation type and types of elements to use. It was conducted a sensitivity study for the application of the methodology in a real project (building with 4 floors) case which was designed under the conventional methodology, and herein tested in the piled raft combined system. 37 combinations were performed with the numeric variation of the amount of piles, the pile length, and the thickness of the compacted layer. The analysis were interpreted with the obtained angular distortion, maximum stresses and, factor of safeties of the system and of the group components. The thesis concludes on the best methodology of design for such low rise building founded on collapsible materials.

O estado atual do conhecimento na Engenharia de Fundações é baseado em trabalhos teóricos que fundamentam os problemas de interação solo-estrutura, em resultados de provas de carga e em soluções numéricas. Boa parte da bibliografia é dedicada a estacas cravadas, sendo as referências a trabalhos em estacas escavadas de pequeno diâmetro muito reduzidas. No Uruguai é freqüente a utilização de estacas escavadas de pequeno diâmetro; uma característica particular é que geralmente na execução das estacas utiliza-se concreto apiloado. Entre 1995 e 1999, o Instituto de Estruturas e Transporte da Faculdade de Engenharia de Montevideo, desenvolveu um programa de pesquisa nos solos argilosos da formação geológica “Libertad”, muito comum na região sul do Uruguai, a mais urbanizada do pais. Foram executadas 46 provas de carga em estacas de pequeno diâmetro, 34 à tração e 12 à compressão. A grande maioria foram levadas até à ruptura, sendo este um dos fatores que diferencia o presente estudo de outros trabalhos, uma vez que provas de carga em estacas são normalmente ensaiadas para carregamentos de 2 vezes a carga de trabalho. Esta pesquisa constitui-se em uma contribuição inédita, por tratar-se do primeiro trabalho sistemático relacionado à avaliação do desempenho de fundações dentro da prática de engenharia no Uruguai No presente trabalho diferentes critérios de interpretação da curva carga-recalque são avaliados, sendo complementarmente analisada a influência da relação comprimento/diâmetro na deformabilidade do sistema solo-estaca. Foram aplicados ainda, vários métodos de previsão da capacidade de carga com base nos ensaios SPT e CPT, estudando-se assim a validade da aplicação destes métodos à realidade uruguaia. O método de Philipponnat (1986), apresentou o melhor desempenho entre todos os métodos de previsão de capacidade de carga analisados. Porém trata-se de um método baseado no CPT, não muito utilizado na prática uruguaia. Por este motivo, recomendase os métodos de Decourt e Quaresma (1978) ou Cabral (1987); estes dois métodos utilizam os resultados do ensaio SPT, ferramenta mais utilizada no Uruguai para projeto de fundações que o CPT.