Orientador: David de Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-09T05:45:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MirandaJunior_Gentil_D.pdf: 36304791 bytes, checksum: 88909d0a8735e0e6ebf6251c718ba4cb (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O problema de estacas carregadas horizontalmente no topo é freqüente em obras de construção civil e há uma reduzida bibliografia sobre os parâmetros a serem adotados em projetos. Uma situação mais crítica é a de estacas carregadas horizontalmente em solos de alta porosidade, não saturados e colapsíveis. Os objetivos deste trabalho são: (1) proporcionar subsídios para o projeto de fundações com carregamento horizontal, chamando a atenção para o danoso efeito de uma inundação de um solo colapsível; (2) fornecer valores do coeficiente de reação horizontal ('n IND. h') para uma argila silto arenosa de alta porosidade, solo de diabásio, comum na região de Campinas, para condições de umidade natural, solo pré-inundado, solo melhorado com solocimento e solo-cimento pré-inundado; (3) compararos valores obtidos com valores de 'n IND. h' para solos freqüentemente encontrados no interior do Estado de São Paulo e em outras regiões do Brasil; (4) propor uma melhoria das condições do sistema solo-estaca através da troca do solo ao redor do topo da estaca por solo-cimento compactado. Para a análise deste problema, foram realizadas vinte e uma provas de cargas horizontais no Campo Experimental de Fundações da Unicamp, em catorze estacas de quatro tipos, nas quatro condições de solo citadas acima. E foram analisadas outras provas de carga realizadas em Campos Experimentais do Estado de São Paulo, todos localizados em regiões com solos superficiais com características desfavoráveis ao carregamento horizontal. Comparam-se valores do coeficiente de reação horizontal do solo ('n IND. h') para diferentes condições do solo, destacando-se a importância de se obter parâmetros do solo regionalmente. Os principais resultados encontrados foram, além dos valores de coeficiente de reação horizontal para o solo de basalto do local e a compilação de valores para solos de alta porosidade de outras regiões - encontrando-se valores diferentes dos propostos na bibliografia -, a acentuada redução do 'n IND. h' (valoresem tomo de 40 vezes menores) ocasionada pela préinundação do solo, o acentuado aumento do 'n IND. h'(valores em média 5 vezes maiores) com a melhora do solo através do solo-cimento compactado,e a redução do 'n IND. h' com a pré-inundação do solo-cimento (valores em média 7 vezes menores). Nota-se que a redução devido à préinundação do solo-cimento é bem inferior a da pré-inundaçãodo solo na umidade natural. Conclui-se que, num projeto onde há a atuação de esforços horizontais e presença de solo colapsível, é necessário contar com a possibilidade de uma inundação do solo, tomar medidas preventivas contra a mesma e utilizar parâmetros do solo adequados. Ou adotar soluções de melhoria do solo, como a utilização do solo-cimento compactado ao redor da cabeça da estaca, que também podem ser adotadas em casos de baixa resistência do solo superficial (seja o solo colapsível ou não) / Abstract: The problem with piles loaded horizontally at the top is frequently met in civil construction projects and there is a reduced bibliography on the parameters to be adopted in designoA more critical situation is that of horizontally loaded piles in high porosity, non saturated and collapsible soils. The objectives of this paper are: (1) produce subsidies for the design of foundations with horizontalloads, calling attention to the damaging effect of flooding on a collapsible soil; (2) supply values for the horizontal reaction coefficient ('n IND. h') for the soil of the Experimental Field at Unicamp, for the conditions of natural humidity, pre-flooded soil, soil improved with soil-cement and pre-flooded soil-cement; (3) compare values of nh for the soils frequently found in the interior of the State of São Paulo and in other regions in Brazil; (4) propose an improvement in the conditions of the soil-pile system soils by changing the soil around the top of the pile for compacted soil-cement. To analyze this problem, twenty one horizontal loading tests were made in the Experimental Foundation Field at Feagri-Unicamp, on fourteen piles of four types, under the four soil conditions mentioned above. Other loading tests made in Experimental Fields in the State of São Paulo were analyzed, alI of them located in regions with surface soils with unfavorable characteristics for horizontal loading. The coefficients of horizontal soil reaction ('n IND. h') for different soil conditions are compared, emphasizing the importance of obtaining regional soil parameters. The principal results found were, besides the values for the coefficient of horizontal reaction for the basalt soil at the location and the compilation of values for high porosity soils of other regions - encountering different values from °those proposed in literature - an accentuated reduction of nh (values around 40 times less) caused by the pre-flooding of the soil, the accentuated increase in 'n IND. h' values (as a mean, 5 times greater) with the soil improvement by compacted soil-cement and the reduction in 'n IND. h' with pre-flooding of the soilcement (mean values 7 times smaller). It is seen that the reduction due to pre-flooding of the soil-cement is much less than that for pre-flooding the soil at natural humidity. One concludes that in a project where horizontal forces act and in collapsible soil, one must count with the possibility of soil flooding, taking preventive measures against this and using adequate soil parameters or, adopt solutions for soil improvement, as by using compacted soil-cement around the pile head, a procedure which can also be adopted in cases of low surface soil resistance (collapsible soil or not) / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola

Visando o estudo de diversos tipos de fundações implantou-se um Campo Experimental de Engenharia Civil na Unesp, campus de Bauru. Neste local foram realizados inúmeros ensaios de investigação geotécnica cujo solo é uma areia fina argilosa de baixa compacidade, com características colapsíveis, representativo de uma grande área do Estado. Neste trabalho apresentam-se os resultados de trinta provas de carga à compressão, executadas neste campo experimental em dez estacas apiloadas, sendo doze provas em estacas instrumentadas com o uso de strain-gages. Em cada estaca executaram-se três provas de carga, sendo a terceira com inundação prévia do solo, para se verificar o efeito da colapsibilidade na capacidade de carga. A instrumentação permitiu determinar a parcela de carga resistida por atrito e pela ponta da estaca. Os resultados são comparados a métodos empíricos normalmente utilizados no Brasil. Os resultados obtidos servem como subsídios para os projetistas desse tipo de fundação de uso muito freqüente no interior do estado de São Paulo. / In order to study different foundation types, the Unesp (São Paulo State University) in Bauru, created an experimental field in Civil Engineering. In this site an extensive soil investigation program were carried out. The topmost soil is a clayey fine sand with collapsible characteristic. The paper presents the results of thirty compression load tests carried out in ten uncased displacement cast in place piles (pounded piles, called apiloadas in Brazil), where twelve load tests were instrumented with electrical strain gages. In each pile three load test were conducted, two in natural condition and the third after soaking the soil, in order to evaluate the influence of the soil collapsibility in the results. The instrumentation permitted the evaluation of the ultimate bearing, the skin friction, the end-bearing stress and the load transfer distribution along the pile length. Comparation are made between results obtained and predicted by empirical methods that used SPT and CPT results. The results obtained provides the basis for a more rational design procedure and has a major interest for those who are dealing with foundation design of this type, frequently used in the interior of São Paulo State which soil is similar from a geotechnical point of view.

En el Perú existen zonas afectadas por la geología volcánica ya que disponen de insumos naturales llamados cenizas volcánicas. Este es un material formado por pequeños fragmentos de lavas silíceas de granos finos de colores blanquecinos, blandos y deleznables. Suelen presentar diversos grados de cementación, de tipo fisil, lo que los identifica en la categoría de suelos colapsables. Es por ello, que para la construcción del pavimento se requiere realizar la estabilización o mejoramiento de la subrasante para el siguiente proyecto que se desarrolla entre Arequipa y Moquegua. La presente investigación tiene como objetivo evaluar el uso de agregados marginales con cenizas volcánicas para el diseño de losa de concreto hidráulico referida, la misma que como estructura será evaluada con los resultados del módulo de flexión y esfuerzo crítico. Los resultados demostraron que, en la caracterización de agregados finos al contener cenizas volcánicas, no cumplan con todos los requerimientos propuestos en la norma peruana (EG-2013) del manual de carreteras. Sin embargo, el American Concrete Institute (ACI) incorpora excepciones para condiciones particulares de los áridos, posibilitando su uso a partir del cumplimiento de la resistencia y durabilidad requerida. Se propuso realizar el diseño de una mezcla de concreto para una resistencia teórica de f´c= 280 kg/cm2. Sin embargo, al ensayar las probetas a los 28 días de curado se obtuvo una resistencia de f´c= 380 kg/cm2 esto se debe a la estrecha relación positiva que presenta la ceniza volcánica con el cemento puzolánico empleado para la mezcla. / In Peru there are areas affected by volcanic geology and that have natural inputs called volcanic ash. This is a material formed by small fragments of siliceous lavas of fine grains of whitish, soft and delectable colors. They usually present varying degrees of cementation, of the fisile type, which identifies them in the category of collapsible soils. That is why, for the construction of the pavement it is necessary to perform the stabilization or improvement of the subgrade for the next project that is developed between Arequipa and Moquegua. The purpose of this research is to evaluate the use of marginal aggregates with volcanic ash for the design of the loss of referred hydraulic concrete, which will be determined as a structure with the results of the flexural and critical stress module. The results showed that, in the characterization of fine aggregates containing volcanic ash, they do not require all the requirements proposed in the Peruvian standard (EG-2013) of the road manual. However, the American Concrete Institute (ACI) incorporates the specific conditions of the aggregates, which allows its use based on compliance with the required strength and durability. It was proposed to design a concrete mix for a theoretical strength of f´c = 280 kg / cm2. However, when testing the probes after 28 days of curing, a resistance of f'c = 380 kg / cm2 was obtained, due to the close positive relationship between volcanic ash and the pozzolanic cement used for the mixture. / Tesis