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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Influência do comprimento de estacas instrumentadas nocomportamento de sapatas de fundação
Alternate title (s): Influence of Instrumented Pile Length on the Behavior of Foundation Footings
Author: Campos, Marcos Rodrigo Lopes
First Advisor: Garcia, Jean Rodrigo
First member of the Committee: Maedo, Michael Andrade
Second member of the Committee: Albuquerque, Paulo José Rocha de
Summary: No contexto das pequenas obras na região do triângulo mineiro, tem sido cada vez mais comum o surgimento de patologias devido a falhas nas fundações dessas obras. Isso ocorre devido à falta de conhecimento adequado das características do solo, o que resulta em erros no dimensionamento das fundações. O solo brasileiro possui características de formação típica de clima tropical, o que justifica a necessidade de estudos mais aprofundados sobre suas propriedades e sobre a interação geotécnica entre o elemento de fundação e solo, principalmente quando considerando o contexto dos solos não saturados. Estudos realizados na região de Uberlândia/MG indicam que os solos locais possuem características lateríticas e são susceptíveis a colapsos. O objetivo desta pesquisa é analisar a variação de rigidez em fundações de Radiers Estaqueados Isolados (REI) pela variação das estacas, sendo elas de 4 m, 5 m e 6 m de comprimento. Além disso, foi analisado o compartilhamento de carga e a distribuição de carga entre a sapata e as estacas com a variação do comprimento das estacas, compilando os dados obtidos por outras pesquisas realizadas no campo experimental de mecânica dos solos e fundações da Universidade Federal de Uberlândia. Para as análises entre os radiers estaqueados isolados foi necessário realizar um ensaio experimental do radier estaqueado com a estaca de 6 m através de prova de carga estática e lenta com o solo em condição in situ e inundada, e análises do modelo utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) para simular e comparar o comportamento real com o modelo numérico, visando o aprofundamento dos cenários de análise, possibilitando inclusive a extrapolação para outros tipos de estruturas. Os ensaios experimentais demonstraram ganho em capacidade de carga com o aumento do comprimento das estacas, com aumento de 30,72% entre os radiers estaqueados isolados de 4 m e 5 m, e entre as fundações de 5 m e 6 m o aumento da capacidade de carga foi de 35,48%. Com o aumento da capacidade de carga também tiveram aumento dos recalques. Além disso, observou-se um intervalo de compartilhamento de carga entre a sapata e à estaca que variou entre 30 e 59% para a sapata e entre 41 e 70% para as estacas, sendo à estaca de 6 m a que absorveu maior parcela de carga quando comparado as estacas de 4 m e 5 m. Além disso, as análises numéricas demonstraram que podem contribuir para análises mais refinadas de fundações em radiers com estacas.
Abstract: In the context of small-scale construction projects in the Triângulo Mineiro region, the occurrence of foundation-related pathologies has become increasingly common. This is primarily due to insufficient knowledge of the geotechnical characteristics of the soil, which often leads to design errors in foundation sizing. Brazilian soils exhibit characteristics typical of tropical weathering processes, which underscores the need for more in-depth studies of their properties and of the soil–foundation interaction, particularly when considering the behavior of unsaturated soils. Studies conducted in the Uberlândia/MG region indicate that the local soils are lateritic in nature and exhibit collapse susceptibility. The objective of this research is to evaluate the variation in stiffness of Isolated Piled Raft Foundations (REI) by varying pile lengths of 4 m, 5 m, and 6 m. In addition, the study investigates load sharing and load distribution between the raft and piles for different pile lengths, compiling data obtained from previous research carried out at the Experimental Geotechnical and Foundation Research Site of the Federal University of Uberlândia. For comparative analyses of the isolated piled rafts, an experimental test of a piled raft with 6 m-long piles was performed using a slow maintained static load test under both in situ and inundated soil conditions. Numerical modeling using the Finite Element Method (FEM) was also conducted to simulate and compare the experimental behavior with the numerical model, aiming to deepen the understanding of the analyzed scenarios and enable extrapolation to other types of structures. The experimental tests demonstrated an increase in load-bearing capacity with greater pile lengths, showing a 30.72% increase between the 4 m and 5 m piled rafts, and a further 35.48% increase between the 5 m and 6 m foundations. The increase in bearing capacity was also accompanied by an increase in settlements. Furthermore, the load-sharing ratio between the raft and the piles ranged from 30% to 59% for the raft and from 41% to 70% for the piles, with the 6 m piles carrying the highest proportion of the applied loads compared to the 4 m and 5 m piles. Numerical analyses also highlighted their potential to provide more refined insights into the performance of piled raft foundations.
Keywords: Radier estaqueado isolado,
Isolated piled raft foundation
estacas em solos colapsíveis
análise numérica
Elementos Finitos 3D
collapsible soil piles
3D finite elements
numerical analysis
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA::FUNDACOES E ESCAVACOES
Subject: Engenharia Civil
Fundações - Engenharia
Análise numérica
Solos
Mecânica do solo
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: CAMPOS, Marcos Rodrigo Lopes. Influência do comprimento de estacas instrumentadas no comportamento de sapatas de fundação. 2025. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.5570
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.5570
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46941
Date of defense: 19-Aug-2025
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil

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