I kesitli profillere ait basınç deneyi sonuçları

4.1.1 Caracterização do solo em laboratório

Inicialmente foram feitos ensaios de caracterização e de compactação com o solo estudado em laboratório, seguindo as Normas Brasileiras. Para isto, foram retiradas amostras deformadas do campo experimental de fundações da Escola de Engenharia de São Carlos/ USP com o auxílio do trado tipo cavadeira, como ilustra a Figura 4.1. O material foi coletado a partir da profundidade de 1,5 m, com relação ao nível do terreno, pois considera-se que a camada de solo acima desta cota é constituída por aterro. O local de coleta da amostra indeformada está apresentado na figura do Anexo A, e sua escolha foi devido à proximidade do local onde seriam executadas as provas de carga em placa.

Figura 4.1 – Amostra deformada retiradas do Campo Experimental de Fundações com trado tipo cavadeira

Os ensaios de caracterização realizados consistiram em: análise granulométrica conjunta ABNT NBR 7181/1984, massa específica dos sólidos ABNT NBR 6508/1984, limites de liquidez ABNT NBR 6459/1984 e de plasticidade ABNT NBR 7180/1984. Para o ensaio de compactação, foi utilizada energia Proctor Normal ABNT NBR 7182/1986. Os ensaios foram realizados no laboratório de Mecânica dos Solos do departamento de Geotecnia da Escola de Engenharia de São Carlos.

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Além destes ensaios, também foi determinada a massa específica natural do solo. Para a sua determinação, foram retiradas amostras indeformadas, com o auxílio de anéis circulares de PVC.

4.1.2 Classificação MCT

A metodologia MCT (Miniatura Compactada Tropical) possibilita classificar se o solo possui comportamento laterítico ou não-laterítico. Por este motivo, foi realizada tal classificação para comprovar o comportamento laterítico do solo estudado.

Para a sua execução foram utilizadas as amostras deformadas retiradas do Campo Experimental de Fundações até uma profundidade de 3,5 m com relação ao nível do terreno. Para obter os coeficientes e o índice que permitem classificar o solo, foi realizado o ensaio Mini-MCV, de acordo com a norma rodoviária DNER-ME 258/94. Neste ensaio, os corpos de provas foram compactados com energias de compactação crescentes e, em seguida, efetuou-se o ensaio de “perda de massa por imersão”. Desta forma, foi possível obter os coeficientes empíricos necessários para a classificação MCT. (PAULO: repetitivo, reescrever. Ver considerações do Glauco)

4.1.3 Execução de colunas de solo compactado em escala reduzida

Na literatura, poucos estudos são encontrados a respeito da influência da geometria da ponta do pilão nos efeitos de compactação das colunas utilizadas como reforço de solo. Devido à dificuldade de visualizar e mensurar esses efeitos em campo, as colunas de compactação foram executadas em laboratório, em escala reduzida. O objetivo deste ensaio foi avaliar, de forma qualitativa, os efeitos da compactação no entorno da coluna causados pelas diferentes geometrias dos pilões.

Para a execução do ensaio foram utilizadas três caixas de madeirite com dimensões 30 x 30 x 30 cm, com todas as faces removíveis, apresentadas na Figura 4.2. O solo utilizado para preencher a caixa foi retirado do Campo Experimental de Fundações da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), a uma profundidade de 0,5 m, pois havia o interesse em compreender os efeitos da compactação das diferentes geometrias do pilão para este tipo de solo.

125 Procurou-se compactar o solo no interior da caixa de modo que a massa específica e o grau de compactação fossem os mesmos do solo natural do campo experimental. Como cada caixa foi preenchida duas vezes, o controle da compactação do solo de preenchimento da caixa permitiu que os resultados encontrados pudessem ser comparados.

A compactação foi feita em 12 camadas. Para isto, foram desenhadas linhas espaçadas de 2,5 cm no interior da caixa, com o intuito de delimitar a altura final de cada camada compactada (Figura 4.2.b). Conhecendo-se a massa específica natural do campo, e a umidade do solo de preenchimento, foi calculada a massa de solo correspondente a cada camada para que o solo fosse compactado no interior da caixa com o mesmo grau de compactação do solo no campo, 68%. Em seguida, após adicionar a massa calculada, foi feita a compactação manual, com o soquete ilustrado na Figura 4.2.a, de modo que a camada atingisse a linha de referência. Esse processo foi repetido até que a caixa fosse totalmente preenchida.

Figura 4.2 – A) Soquete utilizado para compactação das camadas; B) delimitação das camadas

Os pilões utilizados na execução das colunas foram confeccionados em aço, e suas dimensões foram definidas de acordo com as dimensões da caixa, de forma que o solo pudesse se deslocar lateralmente durante a compactação sem que ocorresse o efeito de borda da caixa nos resultados das colunas. Nesta análise foram utilizadas duas geometrias de ponta do pilão, cônica (A) e cilíndrica (B). Ambos os pilões utilizados possuíam diâmetro de 25,4 mm, como ilustra a Figura 4.3. A ponta do pilão cilíndrico foi torneada com ângulo de ápice de 30°, com base nos resultados de eficiência de compactação obtidos por Burlacu et al. (2013). Acreditava- se que o pilão de forma cônica, tipo A, proporcionaria uma maior compactação lateral do solo, o que implicaria em um melhor reforço do solo.

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Figura 4.3 – Geometrias dos pilões: Tipo A (cônica) e Tipo B (cilíndrica)

Para a execução das colunas foi utilizada uma prensa de compressão estática EMIC, do laboratório de Geossintéticos da EESC, sendo feita uma adaptação para o encaixe do pilão na célula de carga, como ilustrada na Figura 4.4.

Com o auxílio da prensa, inicialmente foi feita a cravação estática do pilão, perfurando o solo, até alcançar a profundidade de 12,5 cm. Em seguida, a coluna foi preenchida com um solo arenoso claro, com cor diferente do solo utilizado no preenchimento da caixa, de modo que houvesse um contraste entre os dois solos. O preenchimento da coluna foi feito em 5 camadas e a compactação de cada camada foi executada com o mesmo pilão utilizado na perfuração.

Na primeira camada de preenchimento da coluna foram adicionados 60 g de solo, com o auxílio de um funil, e a compactação da camada foi realizada pelo controle do deslocamento medido pela prensa, de forma que a altura final da camada fosse de 2,5 cm.

Para as outras 4 camadas, foram adicionados 30 g de solo e a compactação foi feita da mesma forma que a primeira camada, controlando a altura final de forma que fosse igual a 2,5 cm. O intuito de adicionar mais solo na camada inferior foi de criar uma base mais rígida na coluna de maneira que o solo adicionado nas demais camadas tendesse a se deslocar para as laterais, permitindo uma melhor análise do comportamento lateral da compactação causado pelas diferentes geometrias de pilão.

127 Figura 4.4 – Prensa do Laboratório de Geossintéticos da EESC/USP utilizada nos ensaios

Em cada uma das caixas, foram executadas duas colunas diferentes. No decorrer dos ensaios surgiu a ideia de avaliar o efeito da compactação do pilão mais usual, tipo B, em coluna encamisadas com material sintético. O objetivo principal desta análise foi verificar se haveria interferência do encamisamento na compactação da coluna.

O material utilizado como membrana de revestimento foi um preservativo, constituído por látex, com diâmetro de 5,2 cm. Como a suas dimensões eram maiores do que as dimensões do pilão, o material permitiu a movimentação lateral do solo de preenchimento da coluna. A disposição dos ensaios em cada caixa ensaiada está esquematizada na Figura 4.5.

Figura 4.5 – Disposição dos ensaios (dois ensaios em cada caixa)

Após a execução das colunas, as caixas foram transportadas ao laboratório para que fosse feita a análise qualitativa de cada coluna. Nesta análise foram avaliados parâmetros como: profundidade final de cada coluna e variação do diâmetro ao longo da profundidade. Além disso, também foi avaliada a similaridade dos resultados encontrados nos ensaios.

Para que esta análise fosse possível, uma das faces da caixa foi removida para permitir a escavação do solo. Com o auxílio de uma espátula, o solo foi removido até que o

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centro das colunas fosse alcançado. Como o solo utilizado nas colunas era mais claro do que o solo no interior da caixa, foi possível analisar a geometria final das colunas e comparar os resultados encontrados por meio de fotografias. A Figura 4.6 ilustra a fotografia da escavação de uma das caixas ensaiadas.

Figura 4.6 – Foto da escavação da caixa 4: coluna executada com pilão tipo B

4.2 ENSAIOS EM CAMPO