Analysis of geosynthetic encased columns in very soft soil

Abstract

De uma forma geral, parte das as áreas costeiras são cobertas por solos moles. Assim, a construção do aterro sobre esses solos problemáticos é sempre um desafio para engenheiros geotécnicos. Existem várias técnicas de melhoria dos solos para superar esses desafios. Nesse contexto, as colunas granulares têm apresentado sucesso para esse tipo de construção. Para solos muito moles, a aplicação de colunas granulares é de difícil execução e rendimento, tendo em vista o baixo confinamento lateral na parte superior da coluna. As colunas granuladas encamisadas com geossintéticos são uma técnica recentemente desenvolvida que tem sido utilizada com sucesso em vários projetos de aterros sobre solos moles. Esta pesquisa teve como objetivo estudar o desempenho de colunas encamisadas com diferentes tipos de materiais de encamisamento e de preenchimento das colunas. Para realizar isso, foram realizados testes laboratoriais em grande escala e também análises numéricas usando o Método dos Elementos Finitos. Foram utilizados três tipos de material de coluna (areia, brita e resíduos de construção) e também três tipos de geotêxtil tecido (G-1, G-2 e G-3) com diferentes valores de rigidez à tração. Os ensaios foram realizados com e sem encamisamento para avaliar a sua eficiência no aumento da capacidade de carga das colunas. A influência do método de instalação de vibro-deslocamento no solo circundante também foi estudada. Além disso, avaliou-se o papel das colunas na dissipação do excesso de poropressão e na pressão lateral imposta ao solo circundante. Finalmente, foram realizadas as análises dos testes laboratoriais e também a análise de uma simulação em escala real do aterro por meio do Método dos Elementos Finitos. Baseando-se nos resultados obtidos, os ensaios de laboratório indicaram que o papel do encamisamento em solos muito moles é de grande importância, pois melhorou consideravelmente o desempenho da coluna. Foi observado também que o uso de colunas de brita e de resíduo de construção aumentou a capacidade de carga comparando com a das colunas de areia, que método de instalação de deslocamento gerou excesso de poropressão e causou a densificação do solo circundante. Por sua vez, os resultados das análise numéricas mostraram boa concordância com os resultados obtidos nos ensaios. A análise numérica em escala real de um aterro indicou que as colunas próximas do meio do aterro sofriam mais recalque e que as colunas que estavam sob a talude do aterro foram mais afetadas pela deflexão lateral.