Beton in Fundatii Modificat Feb 2013

1

Reglementări tehnice europene pentru fundaţii de beton:

SR EN 1997-1/2007 + SR EN 1997-1/NB Proiectarea geotehnică. Reguli generale +

Anexa naţională

SR EN 1992-1/2004 + SR EN 1992-1/NB Proiectarea structurilor de beton + Anexa

naţională

SR EN 1998-5 Proiectarea seismică a construcţiilor. Fundaţii şi aspecte geotehnice

NP 112-2010 Normativ privind proiectarea fundațiilor de suprafața

NP 123-2010 Proiectarea geotehnică a fundațiilor pe piloți

Standarde pentru elemente prefabricate de beton (standarde de produs)

SR EN 12794 :2007 Produse prefabricate de beton. Piloţi de fundaţie

SR EN 14844 :2009 Produse prefabricate de beton. Chesoane subterane

SR EN 14991:2007 Produse prefabricate de beton. Elemente de fundaţie

SR EN 15258:2009 Produse prefabricate din beton. Elemente pentru ziduri de sprijin

SR EN 1536:2011 Execuţia lucrărilor geotehnice speciale. Piloţi foraţi

SR EN 12699:2004 Execuţia lucrărilor geotehnice speciale. Piloţi de îndesare

Reglementări tehnice pentru producerea betonului

SR EN 206/1:2007 Beton. Partea 1: Specificație, performanță, producție și conformitate

NE 012/1-2007 Cod de practică pentru executarea lucrărilor din beton, beton armat şi

beton precomprimat. Partea 1: producerea betonului

NE 012/2-2007 Normativ pentru producerea betonului și executarea lucrărilor din beton,

beton armat și beton precomprimat. Partea 2: Executarea lucrărilor din beton

NE 012/3 - ???????????? Nu cred ca există

2

1. FUNDAŢIA ŞI TERENUL DE FUNDARE

1.1. SISTEM STRUCTURAL

Fig. 1.1 Fundații izolate

Fig. 1.2 Radier general

F = FUNDAŢIA – ansamblul elementelor structurale care asigură preluarea încărcărilor de la o

construcţie şi transmiterea lor terenului de fundare pe care aceasta reazămă.

3

Fig. 1.3 Interacţiune suprastructură – fundaţie – teren de fundare

1.2. CLASIFICAREA FUNDAŢIILOR

1.2.1 După adâncimea de fundare

a. Fundaţii directe (de suprafață)

Fig.1.4 Fundaţii directe

b. Fundaţii indirecte

Fig. 1.5 Fundaţii pe piloţi

4

1.2.2 Rigiditatea fundaţiei

a. Fundaţii rigide

Fig.1.5 Criteriu de evaluare a rigidităţii fundaţiei rigide

b. Fundaţii elastice

Fig.1.6 Fundaţii elastice

Rigiditatea fundaţiei nu depinde numai de rigiditatea blocului de beton, ea fiind

influenţată şi de rigiditatea suportului (terenul de fundare). O fundaţie poate fi considerată rgidă

atunci când reazămă pe un teren slab ( efp mic) şi posibil elastică atunci când reazămă pe un teren

tare ( efp mare).

5

3

012

L

h

E

EKr

5

'

EI

dpm

hh

Tabelul 1.1 Clasificarea fundaţiilor în funcţie de rigiditatea relativă.

Sistem de fundare. Definirea rigidităţii. Clasificare.

GR

INZ

I

L

h

E

K

λ <1 – grinzi rigide

1<λ<5 – grinzi de

rigiditate medie

λ>5 – grinzi elastice

PL

ĂC

I

λr>0.01 – plăci rigide

λr<0.01 – plăci elastice

PIL

OŢ

I

5.2

h - pilot rigid

5.2

h - pilot elastic

1.2.3 Tipul fundaţiei

a. Fundaţii izolate: - rigide

- elastice

Fig.1.7 Fundaţii izolate

b. Fundaţii continue: - rigide: pereţi zidărie/piatră,

- elastice: diafragme.

c. Fundații continue sub stâlpi stâlpi

4

4EI

kB

L

6

Fig.1.8 Fundaţii continue sub stâlpi

d. Fundaţii pe radier general: - directe: stâlpi, pereți de beton armat,

- pe piloți.

Fig.1.9 Fundație directă tip radier

Fig.1.10 Fundație tip radier pe piloți

7

e. Fundaţii pe pereţi mulaţi

Fig.1.11 Fundație pe pereți mulați

f. Fundaţii pe piloţi

Fig.1.12 Fundații pe piloți

g. Fundaţii pe chesoane deschise

Fig.1.13 Fundație pe cheson deschis

8

1.3. CLASIFICĂRI ALE INFRASTRUCTURILOR ŞI A SISTEMELOR DE

FUNDARE SUB ASPECTUL COMPORTĂRII LA ACŢIUNI SEISMICE

a. După modul în care sunt distribuite presiunile pe tălpile fundaţiilor se indentifică

următoarele cazuri

- fundaţia în contact permanent cu terenul (în orice situaţie de solicitare posibilă se

dezvoltă presiuni pe toată suprafaţa de rezemare) care prezintă numai deformaţii

elastice;

GQs

pmax=ppl

Fig. 1.14

- fundaţii care în starea de solicitare maximă se desprind parţial de teren; presiunile pe

teren pot depăşi sau nu limita comportării elastice;

G

Qs

pmax<ppl

Fig. 1.15

- fundaţii care pot dezvolta eforturi de întindere la contactul cu terenul, prin intermediul

piloţilor şi/sau pereţilor mulaţi;

9

G

Qs

Fig. 1.16

- după nivelul solicitărilor în elementele infrastructurii

- infrastructuri cu comportare elastică;

Fig. 1.17

- infrastructuri cu incursiuni în domeniul postelastic de deformare.

Fig. 1.18

10

2. MATERIALE UTILIZATE LA EXECUTAREA FUNDAŢIILOR

BETONUL

Beton ciclopian: BS+40%P ; <P+2E.

Beton de egalizare: C2,8/3,5.

Beton simplu: - blocuri de beton (fundaţii izolate rigide);

- umpluturi;

- clasa minimă C6/7,5.

Beton armat: - fundaţii izolate elastice;

- cuzinetul la fundaţii izolate rigide;

- radiere generale;

- fundaţii continue sub stâlpi;

- clasa minimă: - C8/10 – fundaţii obişnuite

- C12/15 – încărcări mari

- fundaţii de EP;

- betoane de înaltă şi foarte înaltă rezistenţă la piloţi şi

radiere de beton armat;

- funcţie de clasa de expunere (cerinţe de durabilitate).

Standardul SR EN 206-1 defineşte diferite calse de expunere în funcţie de mecanismele

de degradare ale betonului. Se foloseşte o notaţie formată din două litere şi o cifră:

- X – de la eXposure (expunere), urmărită de mecanismul de degradare:

- C – de la Carbonation (carbonatare);

- D – de la Deicing Salt (sare pentru dezgheţ);

- S – de la Seawater ( apă de mare);

- F – de la Frost (îngheţ);

- A – de la Aggressive Enviorement (mediu agresiv chimic);

- M - de la Mechanical Abrasion (atac mecanic prin abraziune).

A doua literă este urmată de o cifră care se referă la nielul de umiditate: XC, XD, XS, XF, sau

nivelul de agresivitate XA, XM.

Acţiunile datorate mediului înconjurător sunt clasificate în clase de expunere şi sunt date în

tabelul 2.1, (conform Cod de practică pentru proiectarea betonului). Betonul poate fi expus la mai

multe din acţiunile din tabelul 2.1, în acest caz, condiţiile de mediu pot fi exprimate sub formă de

combinaţii de clase de expunere, tabelul 2.2.

O exemplificare a claselor de expunere pentru o clădire civilă (a), o clădire industrială (b) şi o

parcare subterană (c) se prezintă în Figura 2.1.

11

a.

stalp stalpXC3

XF1

XD3XC4XF4

XD3XC3XF2

XC3XF1

pereti

Detaliu

Detaliu

XD3 + protectie

C35/45 c =55mmnom

XD1+protectie+tencuiala

C30/37 c =45mmnom

C30/37 c =35mmnom

XD1+protectie+asfalt

b. Fig. 2.1 Clasele de expunere: a) Cladire civilă, b) parcare subterană

12

Tabelul 2.1 Clase de expunere

Notare

clasă Descriere mediu înconjurător:

Exemple informative care prezintă alegerea

claselor de expunere

1. Nici un risc de coroziune, nici de atac.

X0

Beton simplu şi fără piese metalice

înglobate: orice expunere înafară de

îngheţ/dezgheţ, de abraziune şi de atac

chimic. Beton armat sau cu piese metalice

înglobate foarte uscat.

Beton la interiorul clădirilor unde umiditatea aerului

ambiant este foarte scăzută.

2. Coroziune indusă de carbonatare.

XC1 Uscat sau umed în permanenţă

Beton la interiorul clădirilor, unde umiditatea aerului

ambiant este scăzută. Beton imersat în permanenţă în

apă.

XC2 Umed, rareori uscat Suprafeţe de beton supuse la contact de lung termen

cu apa. Un număr mare de fundaţii.

XC3 Umiditate moderată

Beton la interiorul clădirilor unde umiditatea aerului

ambiant este medie sau ridicată. Beton exterior

adăpostit de ploaie

XC4 Alternativ umed şi uscat Suprafeţe de beton supuse la contact cu apa, dar nu

intră în clasa de expunere XC2.

3. Coroziune indusă de cloruri.

XD1 Umiditate moderată Suprafeţe de beton expuse la cloruri transportate pe

cale aeriană.

XD2 Umed, rareori uscar

Piscine.

Elemente de beton expuse la ape industriale care

conţin cloruri.

XD3 Alternativ umed şi uscat

Elemente de pod expuse la stropire cu apă care

conţin cloruri.

Şosele.

Dale de parcaje pentru staţionare vehicule.

4. Coroziune indusă de cloruri prezente în mare.

XS1 Expus la aer vehiculând sare marină, dar

fără contact direct cu apa de mare.

Structuri pe sau în proximitatea unei coaste.

XS2 Imersat în permanenţă. Elemente de structuri marine.

XS3 Zone de marnage, zone expuse la stropire

sau la brumă. Elemente de structuri marine.

5. Atac îngheţ / dezgheţ.

XF1 Saturare moderată în apă, fără agent

antipolei.

Suprafeţe verticale de beton expuse ploii şi

îngheţului.

XF2

Saturare moderată în apă, cu agent

antipolei.

Suprafeţe verticale de beton în lucrări rutiere expuse

îngheţului şi aerului vehiculând agenţi de

dezgheţare.

XF3 Saturare puternică în apă, fără agent

antipolei.

Suprafeţe orizontale de beton expuse la ploaie şi

îngheţ.

XF4

Saturare puternică în apă, cu agent

antipolei sau apă de mare.

Drumuri şi tăbliere de pod expuse la agenţi de

dezgheţ.

Suprafeţe de beton verticale direct expuse la

stropirea cu agenţi de dezgheţ şi la îngheţ.

Zone ale structurilor marine expuse la stropire şi

expuse la îngheţ.

6. Atacuri chimice.

Când betonul este expus la atac chimic, care survine din soluri naturale, ape de suprafaţă şi ape subterane,

13

clasificarea se face după cum se indică în tabelul 2.3. Clasificarea apelor de mare depinde de localizarea

geografică, în consecinţă se aplică clasificarea valabilă pe locul de utilizare a betonului.

XA1 Mediu cu slabă agresivitate chimică,

conform tabelului 2.3

Soluri naturale şi apă în sol.

XA2 Mediu cu agresivitate chimică moderată,

conform tabelului 2.3.


XA3 Mediu cu agresivitate chimică puternică,

conform tabelului 2.3


7. Solicitarea mecanică a betonului prin uzură

Dacă betonul este supus unor solicitări mecanice care produc uzura acestuia, atunci acest tip de

expunere poate fi clasificat după cum urmează:

XM1 Solicitare moderată de uzură Elemente din incinte industriale supuse la circulaţia

vehiculelor echipate cu anvelope

XM2 Solicitare intensă de uzură

Elemente din incinte industriale supuse la circulaţia

stivuitoarelor echipate cu anvelope sau bandaje de

cauciuc

XM3 Solicitare foarte intensă de uzură

Elemente din incinte industriale supuse la circulaţia

stivuitoarelor echipate cu bandaje de elastomeri /

metalice sau maşini cu şenile

NOTA 1 - Pentru caracterizarea expunerii betonului este necesară în general combinarea mai multor clase de

expunere. În tabelul 2.2 se prezintă exemple de astfel de combinaţii.

NOTA 2 - Când betonul este expus la atac chimic care provine din atmosfera cu agenţi agresivi în stare gazoasă şi

solidă, clasificarea se face după cum se indică în anexa I. In acest caz, cerinţele privind materialele componente şi

betonul sunt prevăzute în documentul „Instrucţiuni tehnice pentru protecţia elementelor din beton armat şi beton

precomprimat supraterane în medii agresive naturale şi industriale".

Tabelul 2.2 Combinaţi de clase de expunere.

Expunere Combinaţii de clase de expunere

Descriere Exemple BNA(1)

BA(2)

/BP(3)

La interior Interiorul clădirilor cu destinaţie de locuit

sau birouri X0 XC1

La exterior

Fără îngheţ Fundaţii sub nivelul de îngheţ XO XC2

Cu îngheţ dar fără

contact cu ploaia

Garaje deschise acoperite, pasaje, etc. XF1 XC3 + XF1

Îngheţ şi contact cu

ploaia

Elemente exterioare expuse la ploaie XF1 XC4+ XF1

Îngheţ-dezgheţ cu

agenţi de dezgheţare

Elemente ale infrastructurii rutiere

orizontale XM2+XF4

XM2+ XD3+

XF4+(XC4)

Verticale (în zona de stropire) XF4 XF4+ XD3+ XC4

Mediu marin

Fără contact cu apa de mare (aerul marin până la 5 km de coastă)

Cu îngheţ Elemente exterioare ale construcţiilor

expuse ploii în zonele litorale XF2 XC4+ XS1+XF2

In contact cu apa de mare

Imersate Elemente structurale sub apă XA1 (XA2)

XC1+XS2+XA1

(XA2)

Elemente supuse

stropirii

Pereţii cheiurilor XF4+XA2

(XA1)

XC4+ XS3+ XF4+

XA2 (XA1) 1)

Beton nearmat 2)

Beton armat 3)

Beton precomprimat

14

Severitatea atacului chimic depinde de natura substanţelor agresive (compoziţia chimică), dar şi

de presiunea, viteza de curgere a lichidelor, temperatura şi umiditatea mediului.

În general atacul chimic este mult mai mare la temperaturi şi presiuni ridicate, mai ales dacă

betonul este expus şi la abraziune mecanică sau la alternanţa îngheţ – dezgheţ. Rezistenţa

betonului la atacul chimic depinde în primul rând de impermeabilitatea sa. Criteriile pentru

aprecierea gradului de agresivitate a apelor naturale sunt prezentate în tabelul 2.3.

Tabelul 2.3 Valorile limită pentru clasele de expunere corespunzătoare

la atacul chimic al solurilor naturale şi apelor subterane Mediile înconjurătoare chimic agresive, clasificate mai jos, sunt bazate pe soluri şi ape subterane naturale la o

temperatură apă/sol cuprinsă între 5 °C şi 25 °C şi în cazurile în care viteza de scurgere a apei este suficient de

mică pentru a fi considerată în condiţii statice.

Alegerea claselor se face în raport de caracteristicile chimice ce conduc Ia agresiunea cea mai intensă.

Când cel puţin două caracteristici agresive conduc la aceeaşi clasă, mediul înconjurător trebuie clasificat în clasa

imediat superioară, dacă un studiu specific nu a demonstrat că acesta nu este necesar.

Caracteristici

Chimice

Metode de încercări

de referinţă XA1 XA2 XA3

Ape de suprafaţă şi subterane

S042-

, mg/l SR EN 196-2 ≥ 200 şi ≤ 600 > 600 şi ≤ 3000 > 3000 şi ≤ 6000

pH SR ISO 4316 ≤ 6,5 şi ≥ 5,5 < 5,5 şi ≥ 4,5 >4,5 si ≥4,0

C02 agresiv,

mg/l SR EN 13577 ≥ 15 şi ≤ 40 > 40 şi ≤ 100 > 100 până la saturație

NH4+, mg/l SR ISO 7150-1 sau

SR ISO 7150-2 ≥ 15 şi < 30 > 30 şi ≤ 60 > 60 şi ≤ 100

Mg2+, mg/l

SR ISO 7980 ≥ 300 şi < 1000 > 1000 şi £ 3000 > 3000 până la saturație

Sol

SO42-

, mg/kg, total SR EN 196-2

b ≥ 2000 şi < 3000

c >3000° şi ≤ 12000 >12000° şi ≤24000

Aciditate, ml/kg DIN 4030-2

>200 Baumann

Gully Nu sunt întâlnite în practică

a Soiurile argiloase a căror permeabilitate este inferioară la 10

-5 m/s, pot să fie clasate într-o clasă inferioară.

b Metoda de încercare prevede extracţia SO4

2- cu acid clorhidric; alternativ este posibil de a proceda la această

extracţie cu apă, dacă aceasta este admisă pe locul de utilizare a betonului. c Limita trebuie să rămână de la 3000 mg/kg până la 2000 mg/kg în caz de risc de acumulare de ioni de sulfat în

beton datorită alternanţei perioadelor uscate şi perioadelor umede, sau prin ascensiunea capilară.

NOTĂ - Valorile limită pentru clasele de expunere corespunzătoare atacului chimic a pământurilor naturale şi apelor

subterane indicate în tabelul 2'se aplică şi apelor supraterane în contact cu suprafaţa betonului.

Valorile caracteristicilor chimice a apelor subterane sau de suprafaţă, cât şi a terenului

înconjurător se determină pe baza buletinului de analiză chimică apei.

În cazuri speciale de expunere la substanţe chimice cu agresivitate mare, la proiectarea

compoziţiei se vor respecta şi alte reglementări precizate in norme tehnice specifice.

În general trebuie acordată o atenţie deosebită stabilirii compoziţiei betonului supus la

acţiuni agresive chimice şi ori de câte ori apare necesar se va cere unui institut de specialitate

efectuarea unor studii pentru stabilirea acestei compoziţii. În cazul unor incertitudini, la stabilirea

compoziţiei, ca o normă suplimentară de protecţie se poate considera şi aplicarea unor pelicule

15

impermeabile pe suprafaţa expusă a betonului. Consistenţa betonului proaspăt şi măsura

lucrabilităţii poate fi determinată prin următoarele metode: tasarea conului, răspândire, grad de

compactare şi remodelare. Clasificarea în clase, funcţie de diferitele metode, este prezentată în

Tabelul 2.4.

În general nu există o corelare între cele patru metode, astfel încât consistenţa betonului

este stabilită de la caz la caz cu una dintre aceste metode.

Se recomandă utilizarea metodei tasării conului sau metoda răspândirii. Numai la

betoanele cu lucrabilitate redusă se va folosi o altă metodă (grad de compactare sau remodelare).

Tabelul 2.4. Clase de consistenţă

Metoda Clasa Caracteristici

Tas

are

SI Tasare de la 10 până la 40 mm

S2 de la 50 până la 90 mm



S5 ≥220 mm

Răs

pân

dir

e

FI Diametrul răspândirii în mm ≤ 340

F2 de la 350 până la 410




F6 ≥630

Co

mp

acta

re CO Indice de compactare ≥1,46

CI de la 1,45 până la 1,26

C2 de la 1,25 până Ia 1,11

C3 de la 1,10 până la 1,04

VE

BE

VO Vebe în s ≥ 31

VI de la 30 până la 21

V2 de la 20 până la 11

V3 de la 10 până la -6

V4 de la 5 până Ia 3

Consistenţa betonului se stabileşte de către proiectant, în conformitate cu prevederile din

Tabelul 2.5., astfel încât, betonul să poată fi transportat şi pus în operă în condiţii optime.

Tabelul 2.5 Conistenţa betonului

Nr. Crt. Tipul de elemente Clasa de consistenţă

1 Fundaţii din beton simplu sau slab armat, elemente

masive S1 sau S3

2 Fundaţii din beton armat, stâlpi, grinzi, pereţi structurali S2

3 Idem, realizate cu beton pompat, recipienţi,

monolitizări S3

4 Elemente sau monolitizări cu armături dese sau

dificultăţi de compactare, elemente cu secţiuni reduse S4

5 Elemente, pentru a căror realizare, tehnologia de

execuţie impune betoane foarte fluide S5

16

În funcţie de clasa de expunere se recomandă alegerea valorilor limită ale compoziţiei şi

proprietăţilor betonului: raport maxim apa/ciment, clasa maximă de rezistenţă, dozaj minim de

ciment (kg/mc). Aceste valori limită se dau în Tabelul 2.6.

Tabelul 2.6. Valorile limită recomandate pentru compoziţia şi

proprietăţile betonului pentru clasele de expunere X0, XC, XD si XS

Clasele de expunere

Nici un risc de

coroziune sau atac chimic

Coroziune indusă prin carbonatare

Coroziune datorata clorurilor

Cloruri din alte surse decât apa de mare

Cloruri din apa de mare

XOa)

XC1 XC 2 XC3 XC4 XD1 XD2 XD3 XS1 XS2 XS3

Raport

maxim

apă/ciment - 0,65 0,60 0,60 0,50 0,55 0,50 0,45 0,55 0,50 0,45

Clasa

minimă de

rezistenţă C8/10 C16/20 CI 6/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C35/45 C30/37 C35/45 C35/45

Dozaj

minim de

ciment

(kg/m3) - 260 260 280 300 300 320

b 320

b 300 320

b 320

b

Conţinut

minim de

aer antrenat

(%)

- - - - - - - - - - -

Alte

condiţii - - - - - - - - - - -

a) Pentru beton fără armătură sau piese metalice înglobate.

b) La turnarea elementelor masive se recomandă cimenturile cu căldură redusă de hidratare. Pentru elemente masive

(grosimea elementelor mai mare de 80 cm) trebuie să se adopte un dozaj de ciment de 300 kg/m3.

Tabelul 2.6. Valorile limită recomandate pentru compoziţia şi

proprietăţile betonului pentru clasele de expunere XF, XA si XM

Clasele de expunere

Atac îngheţ-dezgheţ Atac chimic Atac mecanic

XF1 XF2 XF3 XF4 XA1 XA2c

XA3c XM1 XM2 XM3

Raport maxim

apă/ciment 0,50 0,55

a 0,50 0,55

a 0,50 0,50

a 0,55 0,50 0,45 0,55 0,55 0,45 0,45

Clasa

minimă de

rezistenţă

C25/30 C25/30 C35/45 C25/30 C35/45 C30/37 C25/30 C35/45 C35/45 C30/37 C30/37 C35/45 C35/45

Dozaj minim de

ciment (kg/m3)

300 300 320 300 320 340 300 320 360 300 300 320 320

Conţinut minim de

aer antrenat (%)

- a - a - a - - - - - -

Alte

condiţii

Agregate rezistente la îngheţ-dezgheţ

conform SR EN 12620 d

Ciment rezistent la sulfaţi

Tratarea

suprafeţei

betonuluib

17

a) Conţinutul de aer antrenat se stabileşte în funcţie de dimensiunea maximă a granulei în conformitate cu 5.4.3. Dacă

betonul nu conţine aer antrenat cu intenţie, atunci performanţa betonului trebuie să (fie măsurată conform unei

metode de încercări adecvate, în comparaţie cu un beton pentru care a fost stabilită rezistenţa la îngheţ dezgheţ

pentru clasa de expunere corespunzătoare. b)

De exemplu tratare prin vacuumare. c)

Când prezenţa de SO42-

conduce la o clasă de expunere XA2 şi XA3 este esenţial să fie utilizat un ciment

rezistent la sulfaţi. Dacă cimentul este clasificat după rezistenţa la sulfaţi, trebuie utilizate cimenturi cu o

rezistenţă moderata sau ridicată la sulfaţi pentru clasa de expunere XA2 (şi clasa de expunere XA1 este aplicabilă)

şi trebuie utilizat un ciment având o rezistenţă ridicată la sulfaţi pentru clasa de expunere XA3. d)

În cazul expunerii în zonele marine se vor utiliza cimenturi rezistente la acţiunea apei de mare.

În funcţie de clasa de expunere se impune şi adoptarea tipului de ciment fabricat conform

SR-EN 197-1, Tabelul 2.8.

Exemple de utilizare a unor tipuri de cimenturi pentru diferite combinaţii de clase de

expunere se dau în Tabelul 2.9. Tabelul 2.8

Tip ciment

Nici un risc de

coroziune sau

atac chimic

Coroziune indusă prin

carbonatare

Coroziune datorată clorurilor

Cloruri din alte surse decât apa de mare

Cloruri din apa de mare

XO XC1 XC2 XC3 XC4 XD1 XD2 XD3 XS1 XS2 XS3

CEM I X X X X X X X X X X X

SR I X X X X X X X X X X X

CD 40 X X X X X X X X X X X

I A 52,5 c X X X X X X X X X X X

CEM II

A/B S X X X X X X X X X X X

H II A S X X X X X X X • X X X X

A/B V X X X X X X X X X X X

A LL

X X X X X X X X X X X

B X X X 0 0 0 0 0 0 0 0

A L

X X X X X X X X X X X

B X X X 0 0 0 0 0 0 0 0

A M

Sa utilizează în conformitate cu prevederile tabelelor F.2.2. şi F.2.4

B Sa utilizează în conformitate cu prevederile tabelelor F.2.2. şi F.2.4

CEM III A X X X X X X X X X X X

Tabelul 2.8 (continuare)

Tip ciment Atac îngheţ-dezgheţ Atac chimic Atac mecanic

XF1 XF2 XF3 XF4 XA1 XA2c XA3

c XM1 XM2 XM3

CEM 1 X X X X X X X X X X

SR 1 X X X X X X X X X X

CD 40 X X X X X X X X X X

I A 525 c* X X X X X X X X X X

CEM II

A/B S X X X X X X X X X X

H II A S X X X X X X X X X X

A V X 0 X 0 X X X X X X

18

B X 0 0 0 X X X X X X

A LL

X X X X X X X X X X

B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

A L

0 0 0 0 X X X X X X

B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

A M

Sa utilizează în conformitate cu prevederile tabelelor F.2.2. şi F.2.4

B Sa utilizează în conformitate cu prevederile tabelelor F.2.2. şi F.2.4

CEM III A S X X X X Xb X X X X X

X Se poate aplica

0 Nu se aplică

*) Ciment alb a)

Prezentul tabel prezintă domeniile de utilizare a unor cimenturi fabricate în conformitate cu SR EN 197-1 şi

standardele naţionale. Condiţiile de utilizare a cimenturilor sunt formulate la 5.1.2. b)

Se utilizează CEM III având clasa de rezistenţă ≥ 42,5 sau ≥32,5 cu zgură în cantitate ≤ 50 % din masă, in cazul

demonstrării comportării corespunzătoare la acţiunile de îngheţ-dezgheţ şi agenţi de dezgheţare sau apa de mare. c)

Când prezenţa de SO42-

conduce la o clasă de expunere XA2 şi XA3 este esenţial să fie utilizat un ciment rezistent la

sulfaţi. Dacă cimentul este clasificat după rezistenţa la sulfaţi, trebuie utilizate cimenturi cu o rezistenţă moderată sau

ridicată la sulfaţi pentru clasa de expunere XA2 (şi clasa de expunere XA1 este aplicabilă) şi trebuie utilizat un ciment

având o rezistenţă ridicată la sulfaţi pentru clasa de expunere XA3.

Tabelul 2.9 Exemple de utilizare a unor tipuri de

cimenturi pentru diferite combinaţii de clase de expunere

Component / Construcţie

Clase de expunere

relevante pentru

proiectare

CEM I S R 1 CD 40

CEM II CEM III

IA 52,5c

S

T

D

A-LL

H II A S

V2

A-L

3

P/Q

B-LL

B-L

A-M

B-M

A

Beton simplu (nearmat) X0 X X X X X X X

Se

uti

lize

ază

în c

on

form

itat

e cu

pre

ved

eril

e

tab

elu

lui

F.2

.4.

X

Elemente protejate împotriva

îngheţului

(în interior sau în apă)

XC1, XC2, XC3,

XC4 X X X X X X X

5 X

Elemente exterioare XC, XF1 X X X X X X 0 X

Construcţii hidrotehnice XC, XF3 X X X X X X .0 X

Elemente exterioare supuse la

îngheţ-dezgheţ şi agenţi de

dezgheţare

XC. XO, XF2, XF4 X X X X X 0 0 X1

Structuri marine XC, XS, XF2, XF4 X X X X X 0 0 X1

Atac chimic4 XA X X X X X X 0 X

Zone cu trafic XF4, XM X X X X X 0 0 X1

Abraziune fără îngheţ-dezgheţ XM X X X X X X 0 X 1)

Pentru expunere în clasa XF4: se va utiliza, in cazul demonstrării comportării corespunzătoare a betonului aflat supus

acţiunilor de îngheţ-dezgheţ si agenţi de dezgheţare sau apa de mare, numai CEM III/ A cu clasa de rezistenţă ≥42,5 sau

≥32,5 R cu zgură în cantitate ≤50 % din masă. 2)

CEM II/B-V nu se va utiliza pentru clasa de expunere XF3. 3)

Nu se utilizează pentru clasele de expunere XF1 şi XF3. 4)

În caz de atac chimic sulfatic peste clasa de expunere XA1 este obligatorie utilizarea cimenturilor rezistente la sulfaţi.

19

5) Nu se utilizează pentru clasele de expunere XC3 si XC4.

Pentru a asigura betonului o structură compactă şi o lucrabilitate adecvată este necesar

un conţinut de parte fină cu granulă de la 0 până la 0,125mm. Un conţinut mic de parte fină

poate conduce Ia pierderea apei din beton, fenomen denumit în literatură "sângerare". Pe de altă

parte, un conţinut prea mare de parte fină poate conduce Ia o prelucrare greoaie (betonul devine

prea dens şi lipicios) ce atrage după sine un consum mai ridicat de apă, iar împreună reduc

proprietăţile fizice ale betonului.

Recomandări privind conţinutul maxim de parte fină pentru betoane obişnuite sau uşoare

se prezintă în Tabelul 2.10.

Un dozaj minim de ciment trebuie adoptat în vederea asigurării alcalinităţii betonului,

condiţie necesară pentru protecţia armăturii împotriva coroziunii. Pentru a asigura o rezistenţă

mare betonului care înseamnă implicit şi o rezistenţă mare la pătrunderea substanţelor agresive ,

raportul A/C va fi cât mai mic, dar suficient pentru a asigura lucrabilitatea betonului proaspăt.

Tabelul 2.10 Conţinut maxim de parte fină pentru

betoane cu clasa maximă C50/60 sau C50/55

Adaosurile pot îmbunătăţii lucrabilitatea, gradul de impermeabilitate, rezistenţa la agenţi

chimici agresivi. Unele din adaosuri sunt considerate inerte şi înlocuiesc parţial partea fină din

agregate (cca. 10% din nisip 0-3mm), iar altele sunt active cu proprietăţi hidraulice (de ex. zgura

granulată de furnal, cenuşa, praful de silice, etc.). În cazul adaosurilor active, la calculul

raportului A/C se ia în considerare cantitatea de adaos din beton ca parte liantă (se adaugă la

ciment).

Aditivii şi adaosurile vor fi adăugate în amestec numai în asemenea cantităţi în cât sa nu

reducă durabilitatea betonului sau să producă coroziunea armăturii.

Fiecare tip de ciment cu adaosuri se produce în mai multe variante de compoziţie, care se

diferenţiază prin procentele de clincher şi celelalte componente principale.

Se pot defini trei clase de rezistenţă (tab. 2.11) pentru cimenturi şi la fiecare clasă în

funcţie de rezistenţa iniţială se distinge o clasă uzuală (N) şi una cu rezistenţă iniţială mare

(simbolizată R).

Pentru obţinerea unor clase mai mari de rezistenţă la beton se recomandă folosirea

cimentului de clasă superioară şi a aditivilor reducători de apă. În cazul în care temperatura în

Conţinut de ciment

(kg/mc) Conţinut maxim de parte fină (kg/mc)

Clasa de expunere

XF; XM X0; XC; XD; XS; XA

Granula maximă a agregatului utilizat

8mm 16...63mm 8...63mm

≤300 450 400 550

≥350 500 450 550

20

timpul turnării este scăzută, se vor folosi cimenturile cu întărire rapidă (R) şi aditivii acceleratori,

iar în cazul turnării pe timp călduros, cimenturile cu întărire lentă şi aditivii întârzietori.

Tabelul 2.11 Condiţii mecanice şi fizice definite ca valori caracteristice ale cimenturilor

Clasă de rezistentă

Rezistenţa la compresiune [MPa] Timp iniţial de priză

[min]

Stabilitate (expansiune)

[mm] Rezistenţă iniţială Rezistenţă standard

2 zile 7 zile 28 zile

32,5 N - ≥ 16,0 ≥32,5 <52.5 ≥75

< 10

32,5 R ≥ 10,0 -

42,5 N ≥ 10,0 - ≥42,5 < 62.5 ≥60

42,5 R ≥20,0 -

52,5 N ≥20,0 - ≥52,5 - ≥45

52,5 R ≥30,0 -

La betoane turnate în elemente masive sa vor folosi cimenturi care prezintă valori mici

ale căldurii de hidratare pentru a evita apariţia unor fisuri.

Specificaţie pentru fundaţii de beton:

Beton: C25/30 XA1, S2

Oţel: S500 (B)

Cnom= 50 mm

Agregat maxim: ag=16 mm

Ciment: CEM II A-S 32,5

2.1 APLICAȚII

2.1.1 Să se specifice clasa de expunere, clasa minimă de beton, clasa de consistență și tipul de

ciment care trebuie folosit pentru fundația din figura de mai jos?

a) Apă subterană fară agresivitate chimică

b) Apă subterană cu agresivitate chimică scăzută (sulfatică)

Fig. 2.2 Fundație izolată

21

Rezolvare:

a) - Clasa de expunere: XC2

- Clasa minimă de beton: C25/30 (LC 25/28)

- Clasa de consistență: S2

- Ciment: CEM II - A - S32,5

b) - Clasa de expunere: XA1

- Clasa minimă de beton: C30/37

- Clasa de consistență: S2

- Ciment: CEM II - A - S42,5 (32,5)

2.1.2 Să se specifice clasa de expunere, clasa minimă de beton, clasa de consistență și tipul de

ciment pentru o construcție 2S(garaj)+P+6E.

a) RADIER

- Clasa de expunere: XC2

XD1

- Clasa minimă de beton: 30 / 37

30 / 3730 / 37

CC

C

- Clasa de consistență: S3 – beton pompat


b) PEREȚI INTERIORI / STÂLPI

- Clasa de expunere: XC3

XF1

- Clasa minimă de beton: 30 / 37

30 / 3730 / 37

CC

C



c) PEREȚI EXTERIORI

- Clasa de expunere:

XD3

XC3

XF2

- Clasa minimă de beton:

35 / 45

30 / 37 35 / 45

25 / 30

C protectie

C protectie C

C


22

- Acoperire cu beton:

55

35

55

nom

nom

nom

c mm

c mm

c mm



3. FUNDAŢII IZOLATE

3.1. Fundaţii izolate tip talpă de beton simplu pentru stâlpi (lemn, cărămidă, piatră, beton

simplu)

Df

L(B)

a bs a

H

Vd

Rd

NEd

Gf

C6/7,5

Fig. 3.1 Fundaţie tip talpă de beton simplu

3.1.1. Determinarea dimensiunilor suprafeței în plan a tălpii fundaţiei (BxL)

Având în vedere importanţa construcţiei, sistemul de fundare se încadrează în CG, pentru

care se admite determinarea cu metoda stării limită (verificarea presiunilor de contact). Pentru

determinarea presiunii acceptabile a terenului se vor folosi valorile presiunilor convenționale,

presiunilor plastice sau ale presiunilor acceptabile determinate pe baza încercărilor de teren

(presiometrie, încercarea cu placa, penetrare dinamică, etc.).

Predimensionare

def conv

Vp p

B L

(se consideră 0,8 convp )

în care: 1,2d Ed f EdV N G N ;

considerând: 1,2L B B ,

avem: 2

1,20,8Ed

ef conv

Np p

B

;

23

1,2

0,8

Ed

conv

NB

p

şi L B .

Verificare

f m fG L B D , cu 320 22 /m KN m

fEdd GNV

conv

fEd

ef pLB

GNp

în care: conv conv D Bp p C C (conform NP 112-04 / STAS 3300-2/85)

3.1.2. Determinarea înălţimii blocului de beton simplu (Fig.3.2)

Fig.3.2 Determinarea înălţimii blocului de beton simplu

0

b

M

S ,

2

02

acp aM

9

0,85

ac

ctd

paH

f

(SR EN 1992-1-1.12.13)

în care: ctdf - valoarea medie a rezistenţei la întindere directă a betonului din

fundaţie

Se poate admite: 2Ha

În cazul în care blocul de beton simplu reazemă pe un teren stâncos ( 500acp KPa ), în

blocul de beton simplu apar şi tensiuni orizontale importante (Fig.3.3).

24

Fig.3.3 Fundaţie de beton simplu rezemată pe rocă

Forţa de despicare orizontală (Fig.3.4) poate fi calculată cu relaţia:

H

bNF s

Eds 125,0

în care: EdN - este jumătate din valoarea de calcul a efectului acţiunilor la baza

stâlpului 2

EdEd

NN

.

a. Talpă cu L≥H b. Talpă cu L<H

Fig.3.4 Determinarea forţei de despicare a blocului de beton

3.2. Fundaţii izolate pentru stâlpi de beton armat

Se folosesc două tipuri de fundaţii:

Tip talpă de beton armat (Fig.3.5)

25

TBF

>20

0m

m

NAS

Fig.3.5 Fundaţie tip talpă de beton armat

Tip bloc de beton simplu şi cuzinet de beton armat (Fig.3.6)

>2

00

mm

NAS

Cuzinet de beton armat

Bloc de beton simplu

TBF

Fig.3.6 Fundaţie tip bloc şi cuzinet

3.1.3. Fundaţii tip talpă de beton armat centrice (Fig.3.7)

a. la fundaţii cu suprafaţa bazei mai mică sau cel mult egală cu 1m2, cu formă

prismatică;

b. formă tip obelisc

26

a. b.

Fig.3.7 Fundaţie tip talpă de beton armat, a. Fundație prismatică, b. Fundaţie tip obelisc

3.1.3.1. Conformarea fundaţiei.

La conformarea fundaţiei tip talpă de beton armat se va ţine seama de următoarele reguli

generale (Fig. 3.8):

Fundaţiile se poziţionează, centrat cu axul stâlpului;

Pentru stâlpi de calcan, etc. se pot utiliza fundaţii excentrice în raport cu axul

stâlpilor.

Pentru valori ale excentricităţii sau acţiuni verticale faţă de centrul de greutate al

suprafeţei tălpii care nu depăşesc 0,1 L/B, fundaţiile se consideră încărcate centric,

situaţie în care suprafaţa în plan a tălpii fundaţiei se alege de formă

pătrată/circulară sau poligonală;

Pentru excentricităţi mai mari, soluţia cea mai economică este alegerea unei

suprafeţe în plan de formă dreptunghiulară. Se consideră că raportul laturilor (L/B)

va fi egal cu raportul laturilor stâlpului, de regulă 1,2 1,4L B .

±0.00

10 cm

10 cm

D

CTF

pardoseala beton armat (#5/200)

pietris (strat anticapilar)

hidroizolatie rigida

strat separatie (folie PVC, hartie

kraft, etc.)

Md

Vd

N M

Fig. 3.8 Fundaţii de tip obelisc

Condiţii constructive:

Betonul utilizat la realizarea fundaţiei: clasa minimă C8/10, sau conform cap.2;

Sub fundaţia de beton armat monolit se prevede un beton de egalizare de 50-100

mm grosime, stabilit în funcţie de condiţiile de teren şi execuţie;

27

Sub fundaţiile de beton armat prefabricat se prevede un pat de nisip de 70-150 mm

grosime;

Faţa superioară a fundaţiei se va coborî cu cel puţin 200 mm sub nivelul

pardoselii, pentru a permite executarea acesteia (~100 mm) şi a stratului

anticapilar (pietriş, ~100 mm);

Suprafaţa feţei superioare a fundaţiei se extinde faţă de suprafaţa stâlpului cu

maxim 50 mm pe fiecare parte (rezemare cofraj pentru stâlp).

3.1.3.2. Determinarea dimensiunilor în plan a tălpii fundaţiei (Fig. 3.9)

Df

L(B)

a bs a

HVd

Rd

NEd MEd

Md

C6/7,5

pmax

pmine<

L6

e=L6

e>L6

pmax=2Vd

BxL

pmax=2Vd

3BxcL'>0,8L

c=L2

- e

Fig. 3.9. Fundaţie tip talpă de beton armat

Etapele pe care la vom parcurge la verificarea dimensiunilor în plan a fundaţiei vor fi:

Se aleg pe baza experienţei valorile suprafeţei în plan a tălpii fundaţiei B şi L

O soluţie mai simplă este cea a determinării dimensiunilor suprafeţei în plan

plecând de la condiţia de predimensionare:

def acc

Vp p

B L

;

0,8 ( )acc conv plp p sau p ;

iar: 1,2d Ed f EdV N G N

se consideră: ( 1,2 1,4)L B , de unde:

28

1,2

0,8

Ed

conv

NB

p

şi L B (multiplu de 5 cm).

Dimensiunile minime ale suprafeţei în plan a fundaţiei pot fi evaluate cu relaţia:

32. 72 dx dy acc

acc

M M pLxB

p

,

Pentru cazul în care fundația este încărcată cu momente acţionând pe o singură

direcţie:

min

12

Ed

acc md f

NB

m p k D

,

în care: k=pmin/pmax având valorile date în funcţie de valoarea maxima a

excentricității acceptate 6

Be

.

Tabelul 3.1

e L/6 L/10 L/12 L/18 L/30 L/42 0

k 0 0,25 0,39 0,50 0,67 0,75 1

Se consideră ca presiunile de contact pe talpa fundaţiei au o distribuţie liniară cu

valorile pmin şi pmax

Determinarea valorilor de proiectare a rezultantelor verticale (Vd), orizontale (Td)

şi a momentului (Md) ce acţionează în centrul de greutate al tălpii fundaţiei (Fig.

3.1):

d Ed fdV N G ,

în care: fdG - este greutatea (de calcul) fundaţiei şi a pământului susţinut:

fd dm fG B L D ,

cu: 320 22 /dm KN m ,

d Ed EdM M H T ,

d EdH T .

Determinarea excentricităţilor eforturilor verticale (eB şi eL) şi a dimensiunilor

reduse a tălpii fundaţiei:

BdB

d

Me

V ; Ld

L

d

Me

V ;

' 2 BB B e ; ' 2 LL L e .

Verificarea rezistenţei pentru stări limită de teren (GEO)

Metoda de calcul – Categoria geotehnica (1,2,3) (NP074/2007)

29

CG1

- Clădiri de locuinţe şi social

culturale (cu 1-2 nivele)

- Încărcare de proiectare pe stâlp

(≤250KN) şi pe ziduri (≤100KN)

- Fundaţii obişnuite

- Ziduri de sprijin cu H <2,00m

- Lucrări de susţinere cu H≤2,00m

- Excavaţii mici pentru lucrări, de

drumuri şi de canalizare

CG2

- Fundaţii de suprafaţă

- Fundaţii pe radier

- Fundaţii pe piloţi

- Ziduri de sprijin

- Pereţi îngropaţi şi lucrări de

susţinere a excavaţiilor (≤6m)

- Pile şi culee de pod

- Umpluturi şi terasamente

- Ancoraje si alte sisteme de

tiranţi

- Tuneluri în roci tari

CG3

- Clădiri foarte înalte

(>10-12 nivele)

- Poduri mari

- Excavaţii adânci (>6m)

- Terasamente şi terenuri moi

- Tuneluri în terenuri moi sau

foarte permeabile

SLU.1 SLU.2 + SLEN

Metoda de calcul – Categoria geotehnică 1, 2, 3. Predimensionare (MPA)

NEdMEd

TEdVd

Md

p1 p2

H

NEdMEd

TEdVdH

Hdpcr

Rd

L'

Fig. 3.10

1,2d d

f

V Mp

B L S

1 ( )conv accp p p presiunea convenţională de calcul

2 0p

conv conv D Bp p C C

Capacitate portantă

dd RV

Alunecare

pddd RRH

30

Tasare + Deplasare ( 1 )

maxssef

admef

*Condiţii de limitare a excentricitaţii

CAZURI DE PROIECTARE

CP 1:

Combinaţia 1: A1 + M1 + R1

Combinaţia 2: A2 + M2 + R2

CP 2:

Combinaţia: A1 + M1 + R2

CP 3:

Combinaţia: (A1*/ A2

†) + M2 +R3

A1* - pentru încărcări structurale

A2† - pentru încărcări geotehnice

Coeficienţi parţiali pe seturi:

A - pentru încarcări şi efectele încărcărilor;

M - pentru caracteristicile geotehnice ale terenului de fundare;

R - pentru rezistenţe.

Coeficienţi parţiali pentru verificarea în starea limită structurală (STR) şi geotehnica (GEO):

ACŢIUNI (A)

Acţiune Notaţie EQU STR+GEO

Notaţie A1 A2 SEISM

Permanente

-nefavorabile dG ,

1,10 G 1,35 1,00 1,00

-favorabile dG ,

0,90 G 1,00 1,00 0,90

Variabile

-nefavorabile dQ,

1,50 Q 1,50 1,30 1,00

-favorabile dQ,

1,00 Q 0 0 0

31

PARAMETRII PĂMÂNTULUI (M)

Parametrii pământului Simbol EQU STR+GEO

M1 M2 SEISM

Unghi de frecare internă *

1,25 1,00 1,25 1,25

Coeziunea efectivă 'c 1,25 1,00 1,25 1,25

Rezistenţa la forfecare

nedrenată cu

1,40 1,00 1,40 1,40

Rezistenţa la compresiune

(monoaxială) qu

1,40 1,00 1,40 1,40

Greutatea volumică 1,00 1,00 1,00 1,00

REZISTENŢE (R)

Rezistenţe Simbol GRUPARE

R1 R2 R3 SEISM

Capacitate portantă vR, 1,00 1,40 1,00 1,00

Alunecare hR, 1,00 1,10 1,00 1,00

Rezistenţa pasivă ER, 1,00 1,40 1,00 1,00

Tabelul … Criterii de alegere a metodei de calcul

Metode de

calul Stări limită

Terenuri Construcţia

TF TD Importanţa

Sensibilitatea

la tasări

Restricţii de

deformaţii în

exploatare

normală

CO CS CNT CST CFRE CRE

Prescriptivă SLU SLS √ √ √ √

Directă

SLU √ √ √ √

SLU SLS √

SLU SLS √

SLU SLS √

SLS √

32

3.3. Verificarea la capacitate portantă (SLU.1)

NEdMEd

TEdVdH

Hdpcr

Rd

L'(B')

Vd

Md

G1 G2

L

BMdL

MdB

e

e

L

B

Fig.3.11 Verificarea presiunilor pe talpa fundaţiei

33

fEdd GGGNV 21 ;

HTMM EdEdd ;

LeLL 2' ; BeBB 2' ;

dL

d

LM

Ve ;

dB

d

BM

Ve ;

crd pLBR '' ;

isbNisbNqisbNcp ddqdqqdqcdccdcdcr ,,,,,, '5.0'' ;

dcN , , dqN , , dN , = df ;

dcs , , dqs , , ds , = df ;

cd cc '' ;

''' tgd tgtg

Factori adimensionali pentru calculul presiunii terenului de fundare.

Condiţii nedrenate:

Factor adimensional Notaţie relaţie de calcul

Forma rectangulară Forma circulară

înclinaţia bazei fundaţiei bc )2/(21

forma fundaţiei sc )'/'(2,01 LB 2,1

înclinaţia încărcării

produse de o încarcare

orizontală ic )'/(11

2

1ucAH

Condiţii drenate:

Capacitate portantă

Nq 2/'45tan2'tan e

Nc 'tan

11

qN

Nγ 'tan)1(2 qN si 2/'

Înclinarea bazei fundaţiei bq=bγ

2)'tan1(

bc )'tan/()1( cqq Nbb

Forma fundaţiei

sq 'sin)'/'(1 LB 'sin1

sγ )'/'(3,01 LB 7,0

sc )1/()1( qqq NNs

34

Înclinarea încărcării

iq mcAVH )]'cot''/(1[

iγ 1)]'cot''/(1[ mcAVH

ic )'tan/()1( cqq Nii

)]'/'(1/[)]'/'(2[ LBLBmm B daca H acţionează pe direcţia B’

)]'/'(1/[)]'/'(2[ BLBLmm L daca H actionează pe direcţia L’

22 sincos BL mmmm H acţionează pe o direcţie care formează unghiul θ cu direcţia L’

Beton in Fundatii Modificat Feb 2013

Documents

Transcript of Beton in Fundatii Modificat Feb 2013