Comparison between types of deep and shallow foundations with soil improvement in the city of João Pessoa – a case study
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v14i11.50161Keywords:
Foundation, Design, Soil improvement, Feasibility analysis.Abstract
For optimal building performance, it is essential to design foundation elements capable of effectively transmitting loads to the soil. In this context, a study is proposed to assess the feasibility of a shallow foundation resting on natural soil for a building located in João Pessoa, PB. The design of the shallow foundation was carried out, including verification of Ultimate Limit States (ULS) and Serviceability Limit States (SLS). Load-bearing capacity and immediate settlements were evaluated using the Schmertmann (1970) method, MEH, and the multilayer finite layer method. The results indicated that a shallow foundation on natural soil was unfeasible, leading to the consideration of shallow foundations combined with soil improvement techniques. Additionally, the possibility of implementing a deep foundation was examined as an alternative to soil improvement. A steel pile was selected based on the stratigraphic profile of the site, which includes soft clays and limestone rock at approximately 30 meters depth. The deep foundation design considered both the structural capacity of the steel profiles and the geotechnical bearing capacity, according to the Aoki and Velloso (1975) method. Based on the findings, a comparative cost analysis was conducted for the proposed methods, evaluating their technical and economic feasibility. It was concluded that the shallow foundation combined with soil improvement techniques offered the best cost-benefit ratio for the analyzed project.
References
ABNT. (2010). NBR 6122: Projeto e execução de fundações. Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).
ABNT. (2024). NBR 8800: Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edificações. Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).
Aoki, N. (2000). Reflexões sobre o comportamento de sistema isolado de fundação. Anais do SEFE IV, São Carlos, 1, 24–39. ABEF/ABMS.
Aoki, N., & Velloso, D. A. (1975). Na approximate method to estimate ehe bearing capacity of piles. In V Congreso Panamericano de Mecanica de Suelos Y Cimentaciones – PASSMFE (Vol. 5, pp. 367–374).
Bastos, P. S. S. (2016). Sapatas de fundação [Notas de aula]. Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru.
Batista, H. V. C. L. (2024). Considerações sobre aspectos gerais de projetos de fundações rasas e profundas. Trabalho de conclusão de curso. Universidade Federal de Santa Catarina.
Carvalho, S. L., Sales, M. M. & Cavalcante, A. L. B. (2023). Systematic literature review and mapping of the prediction of pile capacities. Soils and Rocks. 46(3). https://doi.org/10.28927/SR.2023.011922
Cintra, J. C. A., Aoki, N., & Albiero, J. H. (2011). Fundações diretas: Projeto geotécnico. Oficina de Textos.
Falconi, F. F., Maset, V. L., & Silva, H. (2014). Cravação de estacas metálicas com martelo hidráulico e instalação com martelo vibratório-comparação de resultados de provas de carga estáticas. In Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica.
Furrier, M. (2007). Caracterização geomorfológica e do meio físico da folha João Pessoa-1:100.000 [Tese de Doutorado]. Universidade de São Paulo.
Gerdau. (n.d.). Manual de estacas metálicas Gerdau. (9ª ed.). Coletânea Barras e Perfis Gerdau. Recuperado em 18 de maio de 2019, de https://www.gerdau.com/br/pt/productsservices/products
Lobo, B. O. (2005). Método de previsão de capacidade de carga de estacas: Aplicação dos conceitos de energia do ensaio SPT [Dissertação De Mestrado]. Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Monteiro, P. F. (1997). Capacidade de carga de estaca – Método de Aoki-Velloso [Relatório interno]. Estacas Franki Ltda.
Moura, L. A., Gusmão, A. D. & Oliveria, P. E. S. (2024). O impacto das técnicas de melhoramento de solo no desempenho estrutural e ambiental. Revista Caderno Pedagógico. v.21, n.9, p.01-17. DOI:10.54033/cadpedv21n9-112
Munhoz, F. S. (2004). Análise do comportamento de blocos de concreto armado sobre estacas submetidos à ação de força centrada [Dissertação de Mestrado]. Universidade de São Paulo (EESC-USP).
Pedreira, L. S., & Pacheco, T. M. (2016). Programa para cálculo de capacidade de carga e dimensionamento estrutural de estacas. Seminário Estudantil de Produção Acadêmica, 15.
Pereira, A. S. et al. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [free ebook]. Santa Maria. Editora da UFSM.
Rebello, Y. C. P. (2008). Fundações: Guia prático de projeto, execução e dimensionamento. Zigurate.
Ruver, C. A. (2005). Determinação do comportamento carga-recalque de sapatas em solos residuais a partir de ensaios SPT [Dissertação de Mestrado]. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre/RS.
Santos, G. V. (2015). Patologias devido ao recalque diferencial em fundações [Trabalho de Conclusão de Curso]. Centro Universitário de Brasília.
Sarmento, M. F. (2012). O processo de ocupação urbana de um setor litorâneo de uma capital brasileira: O caso do Bessa em João Pessoa - PB [Dissertação de Mestrado]. Universidade Federal da Paraíba.
Schmertmann, J. H. (1970). Static cone to compute static settlement over sand. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. P.1011-1135.
Schmertmann, J. H. (1978). Guidelines for cone penetration test: Performance and design. Federal Highway Administration (FHWA).
Schnaid, F., & Odebrecht, E. (2012). Ensaios de campo e suas aplicações à engenharia de fundações (2ª ed.). Oficina de Textos.
Shitsuka, R. et al. (2014). Matemática fundamental para tecnologia (2ed). Editora Érica.
Simons, N., & Menezies, B. (1981). Introdução à engenharia de fundações. Internaciencia.
Silvani, C., Lima, A. N., Azevedo, V. B. & Bahia, V. E. A. G. (2024). Fundações em Subsolo Rochoso: Comparação Entre Fundações Superficiais e Profundas. In Anais XXI Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica. Balneário Camboriú.
Soares, W. C. (2005). Análise de recalques de edifícios em solos melhorados com estacas de compactação [Tese de Doutorado]. Universidade de São Paulo.
Teixeira, A. H., & Godoy, N. S. (1998). Fundações: Teoria e prática (2ª ed.). PINI.
Teixeira, C. Z., Albiero, J. H., & Carvalho, D. (1996). Capacidade de carga de fundações rasas na região sul de Minas. Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia, 3, 309–316.
Terzaghi, K. (1943). Theoretical soil mechanics. John Wiley & Sons.
Velloso, D. A., & Lopes, F. R. (2004). Fundações (Vol. 1, Nova Edição). Oficina de Textos.
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