Performance Evaluation of Rigid Inclusion Foundations in the Reduction of Settlements

Abstract

In this study, numerical modeling is used to evaluate the performance of rigid inclusion foundations for settlement control considering the characteristic soils of the city of Brasília, Federal District, Brazil. Two-and threedimensional (2D and 3D) PLAXIS software models were used considering the Hardening Soil constitutive model parameters previously obtained, calibrated and validated by the authors. First, the general concepts regarding systems with rigid inclusions are presented. Then, parametric 2D axisymmetric numerical modeling is shown, where the spacing between inclusions, the height of the distribution layer and the soil conditions were varied. The load transfer mechanisms were analyzed, including the performance of rigid inclusions for settlement control. Finally, 3D modeling was performed with the information from a real project located in the Federal District. In the 3D modeling, the performance of the rigid inclusion foundation was compared with that of a slab foundation solution; then, the obtained settlements and angular distortions were compared with the serviceability limit states indicated in the literature. The results show that for the analyzed conditions, rigid inclusion foundations can be considered to be reliable foundation solutions. However, feedback from instrumentation cases in the city of Brasilia is required to further validate the design considerations.

Reforço de fundações de silos graneleiros com inclusões rígidas

“…As inclusões são elementos cilíndricos ou prismáticos, sem contato direto com a fundação (laje ou sapata) que podem ser locadas no solo usando diferentes técnicas, como estacas escavadas, estaca mega, estaca cravada de pré-moldado de concreto, estaca tubular metálica, micro estaca, hélice contínua, grouting de baixa pressão, jet grouting, e coluna de areia, isto é, qualquer tipo de fundação profunda que possua rigidez consideravelmente maior que o solo de fundação reforçado (Rebolledo, et al, 2019b).…”

“…Parâmetros do solo compactado. (Rebolledo, et al, 2019b Também se analisou o caso em que o solo do local estaria com seus primeiros 3,5 m inundados (Estado Sat., Tabela 1), para conhecer o efeito que a saturação no local poderia ter sob a compressibilidade do solo superficial, por conseguinte, no aumento de recalques, pois o solo estudado é considerado como colapsível, e por este motivo apresenta variações abruptas de volume quando carregado ou quando tem sua umidade natural aumentada.…”

“…XX Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica IX Simpósio Brasileiro de Mecânica das Rochas IX Simpósio Brasileiro de Engenheiros Geotécnicos Jovens VI Conferência Sul Americana de Engenheiros Geotécnicos Jovens XI Congresso Luso Brasileiro de Geotecnia 23 a 26 de Agosto de 2022 -Campinas -SP4 Estratigrafia Usada no ModeloPara o modelo estudado foram utilizados os parâmetros do solo do Campo Experimental de Geotecnia da Universidade de Brasília, conforme a Tabela 1, por se tratar de um perfil típico da região e por serem estes parâmetros calibrados com o modelo Hardening Soil, porRebolledo et al (2019b).Tabela 1. Parâmetro do solo do CEGUnB (modificadode Rebolledo, et al, 2019b).…”