Post on 09-Nov-2015
description
1
Pmnturi cu umflri i contracii mari (PUCM)
Pe un amplasament urmeaz a se proiecta o fundaie avnd dimensiunile n plan de 1,0 1( ,0) m ,
situat sub un stlp al unei hale industriale cu dimensiunile de (12 36) m . ncrcarea transmis pe talpa
fundaiei este: P 90 N [kN] , iar adncimea de fundare este de 1,00 m .
Terenul de fundare este alctuit dintr-o argil cu umflri i contracii mari (PUCM) cu o grosime de 7m
de la suprafaa terenului, sub care se afl un strat de nisip prfos. n exploatare este posibil umezirea
pmntului pe toat suprafaa construciei
Caracteristicile terenului sunt date n Tabelul III.1.:
Tabelul III.1. 3 [kN / m ] Lw [%] pI [%] w [%] n [%] 2A [%] A [%] P [%] N [%]
20 0,05N 55+N 45+N 30+1,25N 32+1,15N 40+N 75+0,5N 24-0,5N 1
unde: - greutatea volumic n stare natural; Lw - limita superioar de plasticitate; pI - indicele de
plasticitate; 2A - fraciunea de argil coloidal (
2
Se cere:
A) Caracterizarea potenialului de umflare pe baza graficelor de clasificare propuse de Cassagrande
i Van der Merwe i pe baza amprentei pmntului.
B) Calculul umflrii pmntului alctuit din P.U.C.M sub fundaie.
REZOLVARE:
A) Caracterizarea potenialului de umflare pe baza graficelor de clasificare propuse de
Cassagrande i Van der Merwe i a amprentei pmntului.
A.1. Caracterizarea potenialului de umflare pe baza graficul de plasticitate propus de
Cassagrande
Lw [%] 55+N
pI [%] 45+N
Figura III.2. Graficul de plasticitate propus de Cassagrande
CH argil gras
CL argil
MH praf argilos
ML praf nisipos
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Indic
ele
de
pla
stic
itat
e, I
P(%
)
Limita superioar de plasticitate, wL (%)
fr sczut mediu mare foarte mare extrem de mare
MH or OH
Potenial de umflare
CL or
ML
ML
or OL
50
3
A.2. Caracterizarea potenialului de umflare pe baza graficul propus de Van der Merwe
2A [%] 40+N
pI [%] 45+N
Figura III.3. Graficul de plasticitate propus de Van der Merwe
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Ind
icel
e d
e p
last
icit
ate
[%]
Fractiunea argila coloidala [%]
Mare
Mediu
Scazut
Foarte mare
4
A.3. Caracterizarea potenialului de umflare pe baza amprentei pmntului.
2A [%] 40+N
A [%] 75+0,5N
P [%] 24-0,5N
N [%] 1
Lw [%] 55+N
pI [%] 45+N
Figura III.4. Amprenta pmntului
wL (%)A2 (%)
Xd
(%)
Ip (%) GraficulCasagrande -Chleborad
Graficul
Skemptons - Van der Merve
Indicele de
activitate =2.0
Indicele de activitate =1.0Indicele de
activitate=0.5
Foarte mare
Mare
Scazut Med.
Lini
a U
Lini
a A
Cerc de
referinta
Dis
trib
uti
a gra
nulo
met
rica
Arg
ila
Pra
fN
isip
fin
med
.m
are
Pie
tris
d (mm)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
10
20
30
40
50
60
80
90
70
100
1.00
0.1
0.01
0.001
0.005
0.05
2
0.25
0.5
102030405060708090100
0.002
110
120
110 120 130 140
Amprenta
caolinit
Amprenta
montmorillonit
5
Tabelul III.3. Aria relativ a amprentei (Ar) montmorillonit sodic caolinit argil studiat
7,21 2,43
Aria relativ: r
Arie amprentpmntstudiatA
Arie cerc de referin
Arie amprent pmnt studiat =
Arie cerc de referin =
Clasificarea i caracterizarea pmnturilor cu umflri i contracii mari dup activitate se
efectueaz conform tabelului 1.1 n funcie de procentul de argil cu diametrul mai mic de 0,002
mm (A2), de indicele de plasticitate (Ip), de indicele de activitate ( A p 2I I / A ), de criteriul de
plasticitate ( p L
0,73 (wC 20%) ), de umflarea liber ( f i iL (V V ) 100 / VU ), de limita de
contracie (ws), de contracia volumic (Cv), de cldura maxim de umezire (qmax), de umiditatea
corespunztoare seciunii la 15 bari (w15) i de presiunea de umflare (pu).
Clasificarea pmnturilor cu umflri i contracii mari
Caracterizarea
PUCM din punct
de vedere al
activitii
A2 Ip IA Cp UL ws
Cv
qu max w15 pu
Tulburat Netulburat
Puin active < 15 < 12 < 0.75 IP>CP 16 < 55 < 15 < 12 < 10 < 50
Cu activitate
medie 15-20 12-25 0.75-1.00 IP>CP 70-100 16-12 55-75 15-25 12-25 10-12 50-100
Active 20-30 25-35 1.00-1.25 IP>CP 100-140 12-10 75-100 25-35 25-37 12-18 100-200
Foarte active > 30 > 35 > 1.25 IP>CP >140 < 10 > 100 > 35 > 37 > 18 > 200
6
B) Umflarea terenului de fundare se poate calcula cu relaia:
n
u ui i ii 1
S h m
ui umflarea relativ a stratului i stabilit prin ncercarea
edometric cu dou curbe;
ih grosimea stratului elementar i;
im coeficientul condiiilor de lucru.
1) Calculul umflrii relative ui [%]:
'i 0
ui0
h h [%] 100
h
'i
h nlimea probei edometrice inundat i supus la o presiune
totp corespunztoare mijlocului stratului elementar;
0h nlimea probei edometrice neinundat i supus aceleiai
presiuni totp corespunztoare mijlocului stratului elementar;
Observaie: Valoarea umflrii relative obinut n urma ncercrii ecometrice duble este dat n Tabelul
III.2 i grafic n Fig. III.1
1.1) Calculul presiunii totale totp :
tot z pz sp
z sarcina geologic calculat de la talpa fundaiei la mijlocul
stratului elementar;
pz tensiunea vertical la mijlocul stratului elementar considerat,
indus de presiunea transmis de fundaie;
s - presiunea suplimentar provocat de influena prii neumezite
din masiv, vecin cu zona umezit.
1.1.1. Calculul tensiunii verticale la mijlocul stratului elementar considerat, indus de presiunea
transmis de fundaie pz
:
pz 0 net
p
0 coeficientul distribuiei tensiunilor verticale, n centrul fundaiei,
pentru presiuni uniform distribuite n centrul fundaiei, n funcie de
rapoartele L/B i z/B (coeficient dat n NP 112-04, Tabel A.12, pg. 88);
netp efortul unitar net mediu pe talpa fundaiei
1.1.2. Calculul presiunii transmise de fundaie netp :
net ef f
p p D
efp presiunea efectiv pe talpa fundaiei: ef f fp P / (L B ) , fL
respectiv fB reprezint lungimea i limea tlpii fundaiei.
greutatea volumic a pmntului n stare natural de deasupra
cotei de fundare;
fD adncimea de fundare.
7
1.1.3. Calculul presiunii suplimentare provocat de influena prii neumezite din masiv, vecin cu zona
umezit s :
s n f
m (z D )
nm coeficient (dat n NP 126-2010, Tabel IX.1, pag. 60) funcie de
dimensiunile suprafeei umezite L/B (de regul dimensiunile
construciei);
greutatea volumic a pmntului n stare natural;
z nlimea de la talpa fundaiei la mijlocul stratului considerat i;
fD adncimea de fundare.
Tabelul III.3.Valorile coeficientului nm de calcul a presiunii suplimentare
f
z D
B
Raportul laturilor suprafeei umezite L/B
1 2 3 4 5
0,5 0 0 0 0 0
1 0,58 0,50 0,43 0,36 0,29
2 0,81 0,70 0,61 0,50 0,40
3 0,94 0,82 0,71 0,59 0,47
4 1,02 0,89 0,77 0,64 0,53
5 1,07 0,94 0,82 0,69 0,57
2) Calculul coeficientul condiiilor de lucru im
im
i
m 0,80 - pentru 2tot
p 0,50 daN / cm
i
m 0,60 - pentru 2tot
p 3,00 daN / cm
toti
0
pm 0,84 0,08
p - pentru 2
tot(0,5 p 3) daN / cm
20
p 1,00 daN / cm
8
P
Strat
elementar
totp
z pzs
ih
iz
fD
uH
Limita
inferioara a
zonei active de
umflare
fB
Obs: Limita inferioar a zonei active de umflare se consider astfel:
1. la infiltrarea apei n terenul constituit din PUCM, pn la adncimea la care presiunea total este
egal cu presiunea de umflare a pmntului (pu), determinat n laborator;
2. la ecranarea suprafeei terenului se consider adncimea stabilit pe cale experimental pentru
fiecare zon climatic iar n lipsa acestora se poate considera adncimea de 5,00 m;
3. n cazul prezenei apei subterane, limita inferioar a zonei active se ia cu 3,00 m mai sus de la
nivelul iniial al apei subterane dar nu mai jos dect adncimea stabilit n primul caz;
4. n cazul variaiilor de umiditate ca urmare a factorilor climatici, n lipsa unor determinri
experimentale, se consider adncimea de 3,00 m.