Thanos Nicolas Nikolaou
Resumo
Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento da técnica de aterros sobre colunas granulares encamisadas com geossintético, denominado em inglês como Geosynthetic Encased Columns (sigla GEC), através de três ferramentas: analisar resultados da instrumentação da execução de um aterro teste em escala real sobre colunas encamisadas, analisar os principais parâmetros que interferem no comportamento do sistema GEC através do programa de elementos finitos PLAXIS 2D e os recalques diferenciais que ocorrem na base e no topo do aterro, também através do PLAXIS 2D.
A execução do aterro teste instrumentado foi realizada no interior da siderúrgica TKCSA, localizada em uma região de depósitos de argila mole, na zona oeste da cidade do Rio de Janeiro (Santa Cruz).
Os parâmetros estudados do sistema GEC, através de análises numéricas no PLAXIS 2D, foram: rigidez do geossintético, razão de substituição, espessura da camada compressível, módulo oedométrico e coeficiente de empuxo pós instalação da camada compressível, ângulo de atrito e módulo de elasticidade da coluna da coluna e do aterro. Dentre todos estes parâmetros analisados, apenas a rigidez do geossintético, a razão de substituição e a espessura do solo compressível mostraram ter influência significativa na redução dos recalques no topo das colunas.
A análise de recalques diferenciais na base e no topo do aterro do sistema GEC (provocados pela diferença de recalques entre o topo das colunas e a superfície da camada mole), também foi realizada com o uso do PLAXIS 2D comparando estes resultados com a equação de recalques diferencias em aterros estaqueados, proposta por McGuire (2011). Os resultados mostraram que os recalques diferencias no topo do aterro em colunas granulares encamisadas são menores que os obtidos por aterro estaqueado.
Abstract
This work aims to study the Geosynthetic Encased Columns (GEC) technique, using three tools: analyze of the results provided by the monitoring of a full scale embankment`s construction on encased columns, analyze of the main parameters that affect the system GEC through the finites elements program PLAXIS 2D and the differential settlements that occurs on the base and on the top of the embankment, also through Plaxis 2D program.
The instrumented embankment test execution was performed at the steel company TKCSA site, located in a region of soft clay deposits in the west of the city of Rio de Janeiro (Santa Cruz).
The GEC parameters studied through numerical analysis in 2D Plaxis were: geosynthetic stiffness, replacement ratio, thickness (of the compressible layer) and also its oedometer module and installation coefficient, and both friction angle and elastic modulus for column and embankment. Among all these parameters analyzed, only the geosynthetic stiffness, the replacement ratio and the thickness of the compressible soil showed significant influence in reducing the settlements at the top of the columns.
The differential settlements analysis on the top and bottom of the embankment (caused by the difference for settlements between the top of the columns and the surface of the soft layer) was also performed using the 2D Plaxis comparing these results with the differential settlements of piled embankment equation proposed by McGuire (2011). The results showed that the differential settlements on top of the encased granular columns embankment are smaller than those obtained by piled embankment.
