C6-Fundatii

21/01/2014

1

11

Bazele ingineriei structurale

22

Bazele ingineriei structurale

Curs 6:

Terenul de fundare

Alcatuirea fundatiilor

3

Terenul de fundare

Este acea parte a scoartei terestre in

cuprinsul careia se manifesta influenta

incarcarilor transmise de fundatii. Straturile

care alcatuiesc terenul de fundare pot fi

alcatuire din roci compacte sau din

pamanturi.

4

Rocile compacte

Sunt caracterizate prin rezistente mecanice

mari de acelasi ordin de marime sau chiar

mai mari decat ale materialelor de

constructie artificiale (caramida, beton

simplu, beton armat).

5

Pamanturile

Sunt provenite din dezintegrarea pe cale

fizica si din alterarea chimica a rocilor

compacte. Pamanturile sunt alcatuite din

particule solide, apa si aer sau diferite gaze.

6

Terenul de fundare

Situatia comuna este cea in care se

intalneste pamantul ca teren de fundare.

Rezistentele mecanice ale pamanturilor fiind

mai mici decat ale rezistentele materialelor

de constructii intre elementele structurale

(Stalpi, pereti) si teren trebuie interpus un

element specific care poarta denumirea de

fundatie.

21/01/2014

2

7

Fundatia

Reprezinta partea din constructie care preia

incarcarile aduse de suprastructura si le

transmite la terenul de fundare

8

Tasarea fundatiilor

Fara tasare Tasare uniforma Tasare diferentiata

Tasarea uniforma nu are efecte negative asupra constructiilor in timp ce tasarea

diferentiata poate provoca degradari semnificative.

9

Fundatii de suprafata

Fundatiile rigide din beton simplu au

reprezentat sistemul de fundare cel mai

frecvent folosit pentru peretii din zidarie

10

Fundatii de suprafata

11

Fundatii continue de beton armat

Fundatiile de beton armatsub ziduri se utilizeaza deo b i c e i l a t e r e n u r isusceptibile de tasari mari,cand exista posibilitateaaparitiei unor deformatiineun i fo r me in lungu lfundatiei si a unor solicitaride incovoiere pe carefundatiile rigide nu le potp r e l u a

12

Fudantii continue cu descarare pe reazeme izolate

21/01/2014

3

13

Fundatii izolate sub stalpi

Fundatii rigide

– Aceste fundatii sunt alcatuite

dintr-un bloc de beton simplu

si un cuzinet din beton armat

avand rolul de transmitere a

eforturilor de la stalp, alcatuit

dintr-un material cu rezistenta

mare la blocul de beton

simplu ce are o rezistenta

mult mai mica.

14

Fundatii izolate sub stalpi

Fundatii elastice

– Aceste fundatii sunt alcatuite din beton armat

asezat pe un pat de beton de egalizare.

15

Fundatii continue sub stalpi

16

Radiere

Radierele sunt fundatii care se extind pe intreaga suprafata ocupata de o constructie.

Radierul este alcatuit si indeplineste functia unui planseu incarcat de jos in sus cu presiunile reactive ale pamantului si sprijinit pe capetele stalpilor sau prin intermediul peretilor

Radierul este obligatoriu la constructiile cu subsol fundate sub nivelul panzei freatice.

17

Radiere

18

PROIECTAREA SI EXECUTAREA CLADIRILOR ÎN CONDITII DIFICILE DE AMPLASAMENT

Cauze: CARACTERISTICI FIZICO-MECANICE DEFICITARE ALE

TERENULUI DE FUNDARE– compresibilitate ridicata;

– rezistenta slaba;

NEOMOGENITATEA CARACTERISTICILOR FIZICO-MECANICE ALE TERENULUI DE FUNDARE PE AMPLASAMENT

TOPOGRAFIA DEFAVORABILA A TERENULUI– terenuri în panta, susceptibile de pierderea locala sau generala a

stabilitatii;

REGIMUL HIDRAULIC SUBTERAN– ape subterane la mica adâncime;

– ape subterane agresive fata de materialele de constructie

21/01/2014

4

19

PROIECTAREA SI EXECUTAREA CLADIRILOR ÎN CONDITII DIFICILE DE AMPLASAMENT

Rezolvare prin:

CUNOASTEREA PROPRIETATILOR TERENULUI (caracterul neomogen si anisotrop al masivelor de pamânt si probele izolate nu reprezinta fidel comportarea stratelor sau depozitelor reale);

MODELAREA REALISTA A FENOMELELOR DE:

– raspuns al terenului;

– interactiune sol-structura

ADOPTAREA UNOR COEFICIENTI DE SIGURANTA CORESPUNZATORI;

ANALIZA COMPORTARII ÎN TIMP A CONSTRUCTIILOR FUNDATE ÎN CONDITII SIMILARE

20

PROIECTAREA CONSTRUCTIILOR AMPLASATE PE TERENURI DE FUNDARE DIFICILE

TERENURI ARTIFICIALE DE FUNDARE DIFICILE

Umpluturile

TERENURI NATURALE DE FUNDARE DIFICILE

Sensibile la variatia umiditatii:

– pamânturile sensibile la umezire;

– pamânturile cu umflari si contractii mari;

Terenurile nisipoase sensibile la actiunea seismica

Terenurile cu compresibilitate mare sau mijlocie

21

TERENURI ARTIFICIALE DE FUNDARE DIFICILE

MODUL DE REALIZARE A UMPLUTURII:

controlat (printr-un proces tehnologic organizat),

necontrolat (o activitate neorganizata),

STRUCTURA UMPLUTURII:

omogena (un singur material, de regula, pamânt, zgura, etc.);

neomogena (mai multe materiale diferite, în acelasi strat sau în straturi succesive);

NIVELUL DE COMPACTARE:

compactat (compactare artificiala, uneori compactare naturala);

compactare medie;

necompactat (depozite "libere");

Umpluturile controlate, omogene si compactate = conditii normale de teren de fundare.

22

TERENURI NATURALE DE FUNDARE DIFICILE

Sensibile la variatia umiditatii:

pamânturile sensibile la umezire;

pamânturile cu umflari si contractii mari;



23

Pamânturile Sensibile la Umezire

Pământurile care sub încărcare fundaţiilor sau chiar sub greutatea

proprie manifesta tasări suplimentare atunci când sunt umezite

Loessurile si pământurile loessoide

– De origine eoliana formate prin acţiunea vântului care a deplasat si

depozitat particule fine de praf din zonele aride în zonele învecinate

semiaride depunându-le deasupra vegetaţiei ierboase. Putrezirea

ulterioara a plantelor lasă în masa depozitului format canale verticale ce

dau acestuia o permeabilitate verticala mare si o structură afânată.

* Grupa A: la umezire, nu se taseaza semnificativ sub propria

greutate;

* Grupa B: la umezire, se taseaza semnificativ sub propria

greutate;

24

Pamânturile Sensibile la Umezire

21/01/2014

5

25

Comportarea construcţiilor situate pe pământuri sensibile la umezire

cresterea uniforma a umiditatii sub întreaga constructie

– tasari uniforme

infiltratii;

– tasari neuniforme

Efecte negative ale tasarilor:

– cazul tasarilor importante (zeci de centimetri): intrarile de la

parter ajung sub nivelul trotuarului (blocuri P+4E din Tulcea)

– cazul tasarilor moderate: ruperea retelelor de alimentare cu

apa si a canalizarilor

26

Comportarea construcţiilor situate pe pământuri sensibile la umezire

FISURAREA: Tasarea Relativa > 1/1000L (Deschidere);

DEGRADAREA ELEMENTELOR NE-STRUCTURALE: Tasarea Relativa > 1/300L

Degradarea Structurii:1/150L;

27

Masuri pentru limitarea mărimii tasărilor prin umezire şi a efectelor lor asupra construcţiilor

Înlăturarea sensibilităţii la umezire a pământului

– Compactarea de suprafaţă

Compactare statica cu cilindri compresori (pâna la maximum 1.0 ... 1.2 m)

Compactare dinamica prin batere

– cu maiul usor (pâna la 1000 kg);

– cu maiul greu (2 ... 4 tone);

– cu maiul supergreu (5 ... 10 tone);

Se realizeaza conditii de fundare normala cu presiuni conventionale de 2.0 ... 2.5 kg/cm2

– Preumezirea

Procedee chimice / electrice de îmbunatatire a terenului

– procedee chimice: introducerea unor substanţe active (argila, ciment, rasini,etc.);

– procedee electrice: crearea unor diferenţe de potenţial electric;

– procedee mixte;

28

Masuri pentru limitarea mărimii tasărilor prin umezire şi a efectelor lor asupra construcţiilor

Străpungerea stratului de pământ sensibil la umezire

– Se folosesc fundatiile de adancime

Masuri referitoare la amplasarea in teren, forma si alcătuirea

construcţiei

– Evitarea zonelor in care sa băltească apa

– Forma simpla in plan a construcţiei

– Infrastructura de tip cutie rigida sau pt. structurile de tip hala, a unor structuri elastice

Masuri de limitare a infiltraţiilor de apa

29

PAMÂNTURI CU UMFLARI

SI CONTRACTII MARI

Pamânturi contractile, expansive sau active: pamânturi argiloase care

prezinta proprietatea de a-si modifica volumul, sensibil si reversibil, atunci când

umiditatea lor variaza

Efectul variatiilor sezoniere de umiditate:

în perioadele secetoase: apar în teren crăpături de contracţie; fenomenul este

mai pronunţat la terenurile însorite;

în perioadele ploioase: crăpăturile încep sa se închidă; crăpăturile rămân

parţial deschise de la un sezon la altul;

30

PAMÂNTURI CU UMFLARI SI CONTRACTII MARI

21/01/2014

6

31

Comportarea construcţiilor situate pe pamânturi cu umflari si contractii mari

CONDITIONARI:

– Structura, forma si marimea constructiei;

– Adâncimea si modul de realizare ale fundatiilor;

– Anotimpul în care s-au executat fundatiile;

– Posibilitatile de infiltrare ale apelor atmosferice si expunerea la soare a

terenului;

– Conditiile de exploatare ale constructiei;

DEGRADARI:

– Cladiri din zidarie de caramida cu fundatii directe de beton (fisuri în fundatii si

în ziduri);

– Cladirile cu schelet de lemn (deformatii structurale mari);

– Colturile puternic insorite dinspre sud-vest (fisuri in forma de: "V"- perioada

secetoasa, ”A”- perioada umeda)

32

Solutii

1. Zidărie

2. Centura de beton

armat

3. Fundaţie de beton

4. Trotuar

5. Pinten

6. Pământ stabilizat

33

ALCATUIREA CLADIRILOR AMPLASATE PE TERENURI CU UMFLARI SI CONTRACTII MARI ÎN CONDITII DE FUNDARE DIRECTA

ADÂNCIMEA DE FUNDARE

cazul I: nivelul hidrostatic subteran este la adâncime > 10 Df,min = 2.0 m;

cazul II: nivelul hidrostatic subteran este la adâncime < 2 m Df,min = 1.5m;

cazul III: nivelul hidrostatic subteran este 2....10 m Df,min = 2.0 m;

mentinerea unor conditii stabile de umiditate;

controlul sau prevenirea variatiilor de volum prin marirea presiunilor pe

teren;

monolitizarea structurii prin prevederea de rigidizari sau centuri;

îmbunatatirea pamânturilor prin stabilizare, injectii sau înlocuire;

fundarea în adâncime, sub zona afectata de variatiile de volum

34


Nisipurile saturate de apa care se gasesc în stare afânata manifesta o

tendinta de îndesare atunci când sunt supuse la solicitari de forfecare

Lichefierea nisipului: în zonele de campie din Oltenia, Muntenia si

sudul Moldovei, precum si în luncile unor râuri si în lunca Dunarii la

cutremurul 4 Martie 1977

Amploarea deformatiilor straturilor de nisip produse de oscilatiile

seismice depinde de:

– parametrii miscarii seismice (acceleratia maxima / durata miscarii terenului);

– tipul de pamânt (compozitia granulometrica / granulozitatea nisipului);

– gradul de îndesare al nisipului;

– starea de umiditate a nisipului;

– starea de eforturi în masivul de pamânt;

351964 Niigata earthquake

36

ÎMBUNATATIREA TERENURILOR NISIPOASESENSIBILE LA MISCARI SEISMICE

corectarea compozitiei granulometrice a straturilor de nisip;

marirea gradului de îndesare a nisipului prin:– explozii;

– vibrare;

– baterea unor piloti de lemn sau de beton armat;

– formarea unor piloti de nisip;

creşterea intensităţii eforturilor normale de compresiune efective prin umpluturi;

scoaterea nisipului din starea de saturare cu apa prin:– coborârea nivelului general al pânzei freatice;

– îmbunătăţirea condiţiilor de drenare a apei pe contur;

injectarea unor substanţe pentru formarea legăturilor de coeziune între particulele de nisip;

21/01/2014

7

37


Mâlurile

Loessurile si pamanturile loessoide

Turba (pamant de natura organică)

Nisipurile afanate

38

Fundarea pe pamanturi foarte compresibile

Masuri referitoare la terenul de fundare:

– Compactare de suprafata

– Perne de balast

– Explozii

– Coloane de balast, nisip sau piatra sparta

– Nuclee de beton simplu

– Compactarea cu maiul super greu, preincarcarea

39

Fundarea pe pamanturi foarte compresibile

Masuri referitoare la constructie:– Sporirea rezistentei si rigiditatii spatiale

Tronsonarea si armarea suplimentara

– Sporirea capacitatii de adaptare a constructiiei la deformatiile mari si neuniforme Scheme statice adecvate

Fundarea in trepte

– Reducerea influentei pe care o exercita asupra construcţiei, pe parcursul executiei, tasarile mari ale terenului Incarcarea in trepte

Racordarea la retele numai dupa consumarea tasarilor sau utilizarea racordurilor flexibile

40

Procedee de fundare

Fundare directa– Fara imbunatatirea terenului de fundare

– Cu imbunatatirea terenului de fundare

– De adancime (fundatiile de compensare)

Fundare indirecta (de adancime)

41

ALCATUIREA INFRASTRUCTURILOR ÎN CAZUL FUNDARII DIRECTE PE TERENURI DIFICILE

Proiectarea fundatiilor:

– sistem de fundare si dimensiuni ale fundatiilor care conduc la presiuni moderate;

– asigurarea distributiei uniforme a presiunii pe talpile de fundatie;

Proiectarea rigiditatii infrastructurii:

– asigurarea unui numar suficient de legaturi, cu rigiditate semnificativa în planvertical, între subansamblurile structurale verticale (grinzi de fundatie înalte, pereti plini sau cu goluri);

– realizarea cutiei rigide a infrastructurii prin legarea planseelor cu peretii subsolului si cu fundatiile;

42

Fundare directa

Structuri de tip hala – fundatii izolate si structuri elastice

Cladiri de locuit cu mai putin de 5 niveluri –fundatii continue sub stalpi

– radiere

Cladiri de locuit cu mai mult de 5 niveluri –infrastructura de tip cutie rigida

21/01/2014

8

43

Cu imbunatatirea terenului de fundare

POSIBILITATI:

Eliminarea straturilor sensibile– Eliminarea totala a straturilor sensibile (grosime relativ mica 3.0 - 4.0

m);

– Eliminarea partiala a straturilor sensibile (grosime de 6.0 - 8.0 m);

Înlocuirea straturilor sensibile (perna de fundare);

FACTORI CARE INTERVIN ÎN COSTUL LUCRARILOR:

caracteristicile cladirii (adâncimea subsolului, greutatea cladirii, etc.);

tipul fundatiilor;

grosimea straturilor sensibile;

nivelul apei subterane;

distanta pâna la sursa de aprovizionare cu material de înlocuire;

44

Fundaţiile de Compensare

pentru terenurile cu compresibilitate medie si mare, care

au capacitate portanta mica, si la care nivelul pânzei

freatice este ridicat;

realizarea unei fundatii de tip cutie rigida (monolita);

este necesara o hidroizolatie cât mai etansa pentru

utilizarea efectului de plutire

45

PROCEDEE DE FUNDARE INDIRECTA PENTRU CLADIRI

AMPLASATE PE TERENURI DIFICILE

FUNDARE INDIRECTA: transmiterea încărcărilor aduse de construcţie

la straturile portante aflate mult sub nivelul tălpilor de fundaţie

Criterii pentru alegerea soluţiei de fundare:

– Condiţiile de teren:

în cazul depozitelor naturale de pământ cu compresibilitate

ridicata;

în cazul depozitelor artificiale din pământ sau din alte materiale

(umpluturi);

– Caracteristicile construcţiei:

clădiri care aduc încărcări mari pe terenul de fundare;

clădiri cu structuri sensibile la tasări diferenţiate;

46

FUNDATII PE PILOTI

PILOTI: Elemente structurale pentru fundare indirecta, de tip bara

dreapta, cu sectiune transversala patrata sau circulara, caracterizate

printr-un raport mare între lungime (Lp) si latura sectiunii (bp)

– piloti din lemn;

– piloti din otel;

– piloti din beton simplu;

– piloti din beton armat sau precomprimat (cu utilizarea cea mai

frecventa);

47

http://www.acehomeinspec.com/STRUCTURE.html

48

Capacitatea portanta a unui pilot purtator pe vârf

aria secţiunii pilotului

capacitatea portanta şi rigiditatea stratului pe care se

sprijina pilotul

capacitatea de rezistenta a sectiunii transversale a pilotului

21/01/2014

9

49

Capacitatea portanta a unui pilot flotant, izolat

aria suprafetei laterale a pilotului;

lungimea pilotului;

natura terenului în care este înfipt pilotul

(coeziunea terenului);

50

PILOTI DIN LEMN

51

PILOTI METALICI

52

PILOTI PREFABRICATI DIN BETON ARMAT

53

PILOTI EXECUTATI PE LOC DIN BETON ARMAT

EXECUTAREA

PILOTILOR DE

TIP FRANKI

54

FUNDATII PE PILOTI

Procedee de execuţie:

– batere,

– preforare + batere,

– vibrare;

– piloţi executaţi pe loc prin forare (cu tubaj exterior pierdut

sau recuperabil);

Mecanismul prin care se transmit încărcările la teren:

– pilot purtător pe vârf;

– pilot flotant (de frecare);

21/01/2014

10

55

Dispunerea pilotilor sub constructie

Dispunere uniforma pe întreaga suprafata

a constructiei în contact cu solulradier;

Dispunerea concentrata, sub principalele

elemente verticale de

rezistentacapiteluri;

56

DISPUNEREA PILOTILOR

SUB FUNDATII IZOLATE SUB UN RADIER

57

FUNDATII PE COLOANE DE MARE CAPACITATE

COLOANE: piloti cu diametre mari (600

1200 mm), executati prin forare

Tubaj de beton armat, nerecuperabil

C6-Fundatii

Documents

Transcript of C6-Fundatii