Avaliação do comportamento solo-estrutura de elementos de fundação tipo sapata estaqueada

Abstract

Este trabalho visa estudar o comportamento e a interação entre solo, sapata e estaca, baseado na execução e monitoramento de quatro provas de carga direta executadas em: uma sapata isolada, uma sapata com uma estaca, uma sapata com quatro estacas e uma estaca isolada. Durante as provas de carga, os deslocamentos verticais em diferentes profundidades, correspondentes aos diferentes bulbos de tensão, foram monitorados, usando uma instrumentação especial que se denominou dispositivos BETAS . Para determinação das características mecânicas do solo residual de gnaisse existente no local das provas de carga, foram executados no campo ensaios de sondagens à percussão (SPT), ensaios dilatométricos planos (DMT) e ensaios pressiométricos de Ménard (PMT). No laboratório, foram realizados ensaios de caracterização e ensaios para a determinação das características de deformabilidade e resistência, em amostras deformadas e indeformadas do solo. Capacidades de carga e recalques admissíveis obtidos no campo foram comparados com os fornecidos por metodologias teóricas e empíricas baseadas em ensaios de campo e de laboratório, para avaliar a validade destas metodologias. Além disso, usando-se o método dos elementos finitos por meio do programa comercial Abaqus, foram feitas comparações entre as curvas carga-recalque obtidas numericamente e nas provas-de-carga e, por fim, um estudo paramétrico foi realizado para verificar a influência do número de estacas no comportamento da sapata.This work aims to study the behavior and interaction between soil, shallow footing and pile, based on the implementation and monitoring of four direct load tests performed on: a single shallow footing, a shallow footing with one pile, a shallow footing with four piles and a pile alone. During the load tests, vertical displacements were monitored at different depths, corresponding to different stress bulbs, using a special instrumentation which was called "BETAS devices. To determine the mechanical characteristics of gneiss residual soil, standard penetration tests (SPT), flat dilatometer tests (DMT) and Ménard pressuremeter tests (PMT) were performed in the field. In laboratory, tests were carried out to characterize and to determine the strength and deformability characteristics of the soil, using disturbed and undisturbed samples. Loading capacities and allowable settlements obtained in the field were compared with the ones provided by theoretical and empirical methodologies based on field and laboratory tests, to evaluate the validity of these methodologies. Furthermore, using the finite element method through the commercial software Abaqus, comparisons were made between the load-settlement curves obtained numerically and by the load-tests and, finally, a parametric study was realized to investigate the influence of the number of piles in the behavior of the shallow footing.