Estudo experimental do comportamento de fundações escavadas em solos tropicais

Abstract

Neste trabalho, objetivou-se ampliar o entendimento a respeito da capacidade de suporte e da relação carga-deslocamento de fundações profundas tipicamente empregadas no D.F., a saber, estacas escavadas, tubulões e estacas do tipo hélice contínua. Assim, realizou-se um estudo experimental e numérico do comportamento dessas fundações. Usaram-se resultados de ensaios tipo SPT e CPT como forma de verificação das análises de capacidade de suporte propostas. Além disso, fizeram-se análises em estaca hélice contínua (isolada e em grupos) da capacidade de suporte por métodos que empregam o ensaio SPT. Utilizou-se da metodologia de Fleming (1992) na análise da relação carga-deslocamento das provas de carga. Essa metodologia, que adota funções hiperbólicas para representar a relação carga-deslocamento, tanto do fuste quanto da base, mostrou-se adequada, sobretudo na estimativa da carga de trabalho. Devido à sua simplicidade e fácil aplicação, sua utilização em projetos é, portanto, sugerida. Propôs-se ainda uma adaptação do método de Paikowsky para estimar a carga limite de fundações escavadas a partir de provas de cargas que não foram levadas à condição de ruptura. O método proposto baseia-se nas metodologias de Chin e Davisson, cujo valor da carga limite está associado a um certo valor de deslocamento. Observa-se que não se trata de um método de extrapolação da curva carga-deslocamento. Os resultados, em termos de carga e deslocamento, mostraram-se realistas e satisfatórios, em especial para os deslocamentos associados à carga limite. Avaliou-se também a influência da tensão residual nos resultados de provas de carga instrumentadas. Para esse fim, utilizou-se do software Unipile. Observou-se que negligenciar o efeito da tensão residual conduz a erros na interpretação das cargas em profundidade. Por exemplo, as cargas estimadas na base são menores, enquanto que as do fuste são maiores quando comparadas com a distribuição real obtidas de provas de carga vertical. Por fim, realizaram-se análises numéricas numa estaca escavada e num tubulão executados no Campo Experimental da UnB. Neste caso, utilizou-se tanto de funções de transferência de carga quanto dos softwares Geo4 (módulo Piles) e Plaxis 2D. Os resultados mostraram-se satisfatórios em particular na estimativa da carga de trabalho. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The main goal of this work was to broaden the understanding about load capacity and loaddisplacement relation of deep foundations founded in the Federal District of Brazil, namely, bored piles, drilled shaft and continuous flight auger. Thus, an extensive experimental and numerical study of those types of foundations was carried out herein. Results of SPT and CPT in situ tests were used as a way to verify the proposed analysis of load capacity. Besides that, load capacity analyses of continuous flight auger, both isolated or in groups, were performed using methods which are based on SPT in situ tests. Flemings (1992) methodology was used to analyze the load-displacement relation of load tests. This methodology, that employs hyperbolic functions to represent the load-displacement relations on both shaft and base, allowed the establishment of realistic results, especially when assessing the load capacity. Due to simplicity and easy application, its usage in current projects is suggested. A method to estimate the limit load of bored foundations from prematurely finished load tests was proposed as well. The method is based on Chins and Davissons methods, whose value of limit load is associated to a value of displacement. It is important to note that the proposed method is not a load-displacement extrapolation curve. The results in terms of load and displacement were realist and satisfactory, particularly with respect to displacements associated to the limit load. The influence of residual stress in load test results was also assessed. The software Unipile was used to accomplish this objective. It was observed that, to neglect the effect of residual stress, leads to errors when interpreting results of load tests. For instance, loads on the base are smaller, while loads on the shaft are greater when compared to the real distribution obtained from compression axial tests. At last, numerical analyses of a bored pile and a drilled shaft performed on our Experimental site were also carried out. In this case, both load transference functions and the software Geo4 (module Piles) and Plaxis 2D were used. The results were effective, especially at estimating the working load.