Evolução do atrito negativo no tempo: estudo de um caso de estaca metálica em argila muito compressível

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Tipo do documento:	Dissertação
Título:	Evolução do atrito negativo no tempo: estudo de um caso de estaca metálica em argila muito compressível
Título(s) alternativo(s):	Negative skin-friction evolution in time: a case study of steel piles in a very soft compressible clay
Autor:	Azevedo, Rachel da Silva
Primeiro orientador:	Danziger, Bernadete Ragoni
Primeiro coorientador:	Gerscovich, Denise Maria Soares
Primeiro membro da banca:	Pacheco, Marcus Peigas
Segundo membro da banca:	Maria, Paulo Eduardo Lima de Santa
Resumo:	O atrito negativo é um esforço transferido à estaca nos trechos em que o recalque do maciço de solo que a envolve é maior que o recalque da estaca. A argila encontrada na Baixada de Jacarepaguá, no Rio de Janeiro, é conhecida por ser muito mole, de peso específico bastante baixo e elevado índice de vazios. Os valores de recalques medidos nestes depósitos têm se revelado muito elevados. A disponibilidade de instrumentação de recalques de um extenso aterro em que as construções foram assentes em estacas metálicas motivou este trabalho de pesquisa. No caso em apreço são analisados os registros de execução de todas as estacas de um pequeno estaqueamento executado sob o talude de um aterro, num trecho bem caracterizado sob o ponto de vista geotécnico, e com recalques conhecidos. Conhecido o perfil de recalque medido, em algumas das verticais, foi procedida a previsão do atrito negativo em três alinhamentos de estacas sob o talude do aterro. Procurou-se proceder à estimativa do ponto neutro através da comparação entre o recalque do solo (conhecido) e o recalque da estaca (estimado). Como o recalque varia ao longo do tempo, foi feita a previsão do desenvolvimento do ponto neutro ao longo do tempo, para os três alinhamentos de estacas. O valor do atrito negativo foi também procedido ao longo do tempo, para os três alinhamentos, considerando e não considerando o efeito do adensamento secundário. Uma vez que a capacidade de carga também varia com o tempo, foi estimada e acompanhada a evolução da segurança à ruptura das estacas em relação à carga vertical de compressão ao longo do tempo. Observou-se uma diferença de comportamento entre os valores previstos para as estacas situadas sob os alinhamentos A e B, em relação àquelas situadas sob o alinhamento C. Embora não se trate de um caso com registros de atrito negativo medidos, a previsão de comportamento indicou que o ponto neutro nas estacas que atravessam camadas de argila extremamente compressíveis se localiza em cotas bem inferiores àquelas propostas nos métodos de cálculo mais empregados na prática. Como o valor do atrito negativo máximo é função da posição do ponto neutro, a avaliação do atrito negativo pelos métodos usuais, disponíveis na literatura, pode ser contra a segurança. Observou-se uma pequena influência da compressão secundária, em razão da grandeza, já bastante elevada, dos recalques por adensamento primário. Os resultados levantam discussões interessantes quanto à consideração da posição do ponto neutro, do desenvolvimento do atrito negativo com o tempo, da posição das estacas em relação ao seu alinhamento, bem como de diferentes expressões para o fator de segurança. É um assunto muito pouco estudado no Brasil, justificando pesquisas futuras, algumas das quais são propostas neste estudo.
Abstract:	The negative friction is a loading transferred to the pile in the regions of pile shaft where soil settlement is greater than the pile settlement. The clay deposit found in the Jacarepaguá Lowlands, in Rio de Janeiro, is known to be very soft, with a very low unit weight and high void ratio. The soil settlement measured in these deposits are commonly very high. The present research has been motivated by the availability of the settlement instrumentation of an extensive landfill area whose constructions were founded on steel piles. In the documented case, the driving records of all the piles of a small piling situated under the slope of the embankment are analyzed. Once the measured settlement profile is known, the negative friction has been predicted for three piling alignments under the slope of the embankment. The depth of the neutral point has been estimated by the comparison of the measured soil settlement with the estimated pile settlement. As the soil and pile settlement vary with time, the prediction of the development of the neutral point with elapsed time for the three piling alignments was also made. The maximum negative friction was also estimated with elapsed time, for the three piling alignments, considering and not considering the influence of secondary settlement. As long as pile capacity also varies with time, the piling safety was also estimated during the settlement development. Differences in behavior has been observed when distinct piling alignment has been considered. Estimated values and behavior for pilings under alignments A and B were distinct from those estimated for pilings under alignments C. Although it is not an instrumented site, the estimated values indicated that the neutral point for piles driven in extremely compressible clay layers is located much lower than the depth commonly proposed by the calculation methods. Since the magnitude of the maximum negative friction is a function of the position of the neutral point, the evaluation of the negative friction by the available methods may be against safety. The influence of the secondary compression was not relevant, due to the very high magnitude of the values of consolidation settlements. The results raise interesting discussions regarding the consideration of the position of the neutral point, the development of negative friction with time, the position of the piles in relation to their alignment, as well as different expressions for the safety factor. The negative friction is an issue not thoroughly studied, mainly in Brazil, justifying future researches, some of which are proposed in this study.
Palavras-chave:	Civil Engineering Clay soils Steel stakes Negative Skin-Friction Neutral Plane Soft Clay Deep Foundations Engenharia civil Solos argilosos Estacas de aço Atrito Negativo Ponto Neutro Argila Mole Solo Compressível Fundações Profundas
Área(s) do CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma:	por
País:	BR
Instituição:	Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição:	UERJ
Departamento:	Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citação:	AZEVEDO, Rachel da Silva. Evolução do atrito negativo no tempo: estudo de um caso de estaca metálica em argila muito compressível. 2017. 134 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2017.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11644
Data de defesa:	27-Nov-2017
Aparece nas coleções:	Mestrado em Engenharia Civil

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