Improvement of sandy soils using sang and gravel compaction piles

Estuda-se, nesta pesquisa, o comportamento de um depósito arenoso melhorado com estacas de areia e brita, a partir de um extenso programa de ensaios de campo, ensaios de laboratório e análises numéricas simplificadas. A pesquisa envolveu a construção de um depósito arenoso, em modelo reduzido em relação às condições de campo, cujo melhoramento foi feito de forma semelhante à técnica empregada na região Nordeste do Brasil, adaptando-se o equipamento do SPT (Standard Penetration Test) para tal fim. A eficiência do melhoramento foi avaliada a partir de ensaios in situ realizados antes e após a execução das estacas. Tais ensaios incluíram SPT (Standard Penetration Test), CPT (Cone Penetration Test), DMT (Dilatometer Test), DPL (Dynamic Probing Light) e provas de carga sobre placas. Os resultados das provas de carga sobre placas foram analisados e comparados com as previsões feitas pelo método híbrido (GARP) e com o método dos elementos finitos usando o programa PLAXIS 3D, a partir da retroanálise dos ensaios. Este procedimento conseguiu prever, de forma razoável, os resultados de campo em termos de resposta carga x recalque do sistema de fundação. Os resultados dos ensaios in situ aliados às análises numéricas mostraram que a deformabilidade das estacas é da mesma ordem de grandeza daquela do solo melhorado. Desta forma acredita-se que, para o caso estudado, as fundações superficiais assentes sobre este tipo de material podem ser tratadas como sapatas sobre um solo melhorado equivalente e não como sapatas estaqueadas. Observou-se ainda que o melhoramento promove um aumento das tensões horizontais do maciço tratado e que o efeito da cravação do tubo é mais significativo na densificação do maciço do que a compactação durante a confecção da estaca. ____________________________________________________________________________ ABSTRACTThe behavior of sand deposit is investigated by means of an extensive test program, which includes in situ and laboratory test, besides the use of simplified numerical analyses. A model sand deposit was specially built for this research. The ground was improved by means of small diameter compaction piles, using sand and gravel. The model piles were constructed keeping similarity ratio with the real scale and the construction used the same technique actually employed in large scale in the Northeastern region of Brazil. The Standard Penetration Test equipment had to be adapted for this purpose. The efficiency of the soil improvement was evaluated by means of in situ tests before and after the construction of the compaction piles. These tests comprised SPT (Standard Penetration Test), CPT (Cone Penetration Test), DMT (Dilatometer Test), DPL (Dynamic Probing Light) and load plate tests. The results of the load plate tests were back analyzed using a simple hybrid technique (Program GARP) and the Finite Element Method (program Plaxis). The simplified numerical procedures could match with good accuracy the field results in terms of the load – displacement curve of the foundation system. The in situ test results, supported by the numerical analyses, showed that the deformability of the sand piles had the same order of magnitude as that of the improved granular soil. Therefore, it is believed that such a foundation, at least for the case investigated, could be treated as a shallow foundation over an equivalent improved ground, instead of a piled raft. It was also observed that ground improvement is more effective in the horizontal direction. Besides ground improvement due to the introduction of the closed tip metal case was more significant than the improvement due to the compaction of the sand piles themselves