Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos Filho, João Manoel Sampaio Mathias dos
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-18112022-101949/
Resumo: Durante a instalação de estacas helicoidais, a passagem das hélices cisalha o solo e o desloca lateralmente e verticalmente, e consequentemente suas propriedades iniciais são modificadas. Em algumas regiões no Brasil são encontradas espessas camadas de solos tropicais estruturados e especialmente sensíveis, onde este efeito costuma ser significante. Por esta razão, nestes terrenos as estacas helicoidais têm sido instaladas em grandes profundidades para que a capacidade de carga definida em projeto seja atendida. Estas estacas têm sido frequentemente utilizadas em extensas linhas de transmissão de energia em nosso país, por apresentar grandes vantagens para este tipo de obra; no entanto, nestes terrenos em que são necessárias estacas muito longas, este tipo de fundação pode se tornar economicamente inviável. Deste modo, a presente pesquisa de doutorado foi realizada com o objetivo de estudar uma solução para este problema, típico em obras de torres de linhas de transmissão de energia no Brasil. Neste tipo de aplicação, as estacas helicoidais são submetidas a elevados esforços de tração devido à ação do vento, e a zona de solo que suporta o carregamento é justamente a região acima das hélices, que sofre perturbações pelo processo de instalação. Para este estudo, foram desenvolvidos dois diferentes procedimentos de injeção de calda de cimento para reforçar o solo na região das hélices da estaca; no primeiro, um sistema de vedação foi desenvolvido para injetar a calda de cimento sob pressão pela haste central da estaca; para o segundo procedimento, foi desenvolvido um obturador inflável para melhorar o desempenho da zona reforçada. Para avaliar estas soluções, foram realizadas provas de carga em um grande número de estacas instaladas em quatro terrenos distintos. Os resultados mostram que os dois procedimentos testados aumentam a capacidade de carga à tração e melhoram o comportamento carga-deslocamento da fundação. Por fim, é apresentada uma proposta para o dimensionamento deste tipo de estaca reforçada com calda de cimento.
id USP_55bb4b4351a6406c414fc4d719c88f26
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-18112022-101949
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimentoAnalysis of the behavior of helical piles with cement injectioncapacidade de carga à traçãocement injectionestacas helicoidaisfoundationsfundaçõeshelical pilesinjeção de calda de cimentomelhoria de solosoil improvementuplift capacityDurante a instalação de estacas helicoidais, a passagem das hélices cisalha o solo e o desloca lateralmente e verticalmente, e consequentemente suas propriedades iniciais são modificadas. Em algumas regiões no Brasil são encontradas espessas camadas de solos tropicais estruturados e especialmente sensíveis, onde este efeito costuma ser significante. Por esta razão, nestes terrenos as estacas helicoidais têm sido instaladas em grandes profundidades para que a capacidade de carga definida em projeto seja atendida. Estas estacas têm sido frequentemente utilizadas em extensas linhas de transmissão de energia em nosso país, por apresentar grandes vantagens para este tipo de obra; no entanto, nestes terrenos em que são necessárias estacas muito longas, este tipo de fundação pode se tornar economicamente inviável. Deste modo, a presente pesquisa de doutorado foi realizada com o objetivo de estudar uma solução para este problema, típico em obras de torres de linhas de transmissão de energia no Brasil. Neste tipo de aplicação, as estacas helicoidais são submetidas a elevados esforços de tração devido à ação do vento, e a zona de solo que suporta o carregamento é justamente a região acima das hélices, que sofre perturbações pelo processo de instalação. Para este estudo, foram desenvolvidos dois diferentes procedimentos de injeção de calda de cimento para reforçar o solo na região das hélices da estaca; no primeiro, um sistema de vedação foi desenvolvido para injetar a calda de cimento sob pressão pela haste central da estaca; para o segundo procedimento, foi desenvolvido um obturador inflável para melhorar o desempenho da zona reforçada. Para avaliar estas soluções, foram realizadas provas de carga em um grande número de estacas instaladas em quatro terrenos distintos. Os resultados mostram que os dois procedimentos testados aumentam a capacidade de carga à tração e melhoram o comportamento carga-deslocamento da fundação. Por fim, é apresentada uma proposta para o dimensionamento deste tipo de estaca reforçada com calda de cimento.During the installation of helical piles, the soil penetrated is sheared and moved laterally and vertically, and consequently its initial properties are modified. In some regions in Brazil, thick layers of structured and especially sensitive tropical soils are found, where this effect is usually significant. For this reason, in these cases the helical foundations have been installed at great depths to provide the ultimate capacity defined in the design. These piles have been frequently used in extensive transmission lines in our country due to many advantages for this type of work; however, in these areas where very deep piles are required, this type of foundation becomes economically unfeasible. Thus, the present research was carried out with the objective of studying a solution to this problem, typical in the construction of transmission lines towers in Brazil. In this type of application, the helical piles are subjected to high tensile loads due to the action of the wind, and the area of soil that supports the loading is precisely the region above the helices, which is disturbed by the installation process. For this study, two different cement injection procedures were developed to reinforce the soil in the zone of the pile helices. In the first, a sealing system was developed to inject the cement slurry under pressure in the central rod of the pile. For the second procedure, an inflatable obturator was developed to improve the performance of the reinforced zone. To evaluate these solutions, loading tests were carried out on a large number of piles installed in four different sites. The results show that the two procedures tested increase the uplift capacity and improve the loaddisplacement behavior of the foundation. Finally, a proposal is presented for the prediction of the uplift capacity of helical piles with cement injection.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTsuha, Cristina de Hollanda CavalcantiSantos Filho, João Manoel Sampaio Mathias dos2019-06-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-18112022-101949/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-11-18T13:12:11Zoai:teses.usp.br:tde-18112022-101949Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-11-18T13:12:11Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimento
Analysis of the behavior of helical piles with cement injection
title Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimento
spellingShingle Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimento
Santos Filho, João Manoel Sampaio Mathias dos
capacidade de carga à tração
cement injection
estacas helicoidais
foundations
fundações
helical piles
injeção de calda de cimento
melhoria de solo
soil improvement
uplift capacity
title_short Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimento
title_full Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimento
title_fullStr Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimento
title_full_unstemmed Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimento
title_sort Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimento
author Santos Filho, João Manoel Sampaio Mathias dos
author_facet Santos Filho, João Manoel Sampaio Mathias dos
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Tsuha, Cristina de Hollanda Cavalcanti
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos Filho, João Manoel Sampaio Mathias dos
dc.subject.por.fl_str_mv capacidade de carga à tração
cement injection
estacas helicoidais
foundations
fundações
helical piles
injeção de calda de cimento
melhoria de solo
soil improvement
uplift capacity
topic capacidade de carga à tração
cement injection
estacas helicoidais
foundations
fundações
helical piles
injeção de calda de cimento
melhoria de solo
soil improvement
uplift capacity
description Durante a instalação de estacas helicoidais, a passagem das hélices cisalha o solo e o desloca lateralmente e verticalmente, e consequentemente suas propriedades iniciais são modificadas. Em algumas regiões no Brasil são encontradas espessas camadas de solos tropicais estruturados e especialmente sensíveis, onde este efeito costuma ser significante. Por esta razão, nestes terrenos as estacas helicoidais têm sido instaladas em grandes profundidades para que a capacidade de carga definida em projeto seja atendida. Estas estacas têm sido frequentemente utilizadas em extensas linhas de transmissão de energia em nosso país, por apresentar grandes vantagens para este tipo de obra; no entanto, nestes terrenos em que são necessárias estacas muito longas, este tipo de fundação pode se tornar economicamente inviável. Deste modo, a presente pesquisa de doutorado foi realizada com o objetivo de estudar uma solução para este problema, típico em obras de torres de linhas de transmissão de energia no Brasil. Neste tipo de aplicação, as estacas helicoidais são submetidas a elevados esforços de tração devido à ação do vento, e a zona de solo que suporta o carregamento é justamente a região acima das hélices, que sofre perturbações pelo processo de instalação. Para este estudo, foram desenvolvidos dois diferentes procedimentos de injeção de calda de cimento para reforçar o solo na região das hélices da estaca; no primeiro, um sistema de vedação foi desenvolvido para injetar a calda de cimento sob pressão pela haste central da estaca; para o segundo procedimento, foi desenvolvido um obturador inflável para melhorar o desempenho da zona reforçada. Para avaliar estas soluções, foram realizadas provas de carga em um grande número de estacas instaladas em quatro terrenos distintos. Os resultados mostram que os dois procedimentos testados aumentam a capacidade de carga à tração e melhoram o comportamento carga-deslocamento da fundação. Por fim, é apresentada uma proposta para o dimensionamento deste tipo de estaca reforçada com calda de cimento.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019-06-24
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-18112022-101949/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-18112022-101949/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1809090845431824384

Registros relacionados