Capitolul 1 Cadrul General

7/29/2019 Capitolul 1 Cadrul General

1/23

Tehnologii topografice moderne utilizate la urmrirea comportrii n timp a construciilor situate n perimetrele miniere

CAPITOLUL 1

CADRUL GENERAL N CARE SE DESFOAR ACTIVITATEA DEMONITORIZARE I ANALIZ A DEFORMAIILOR TERENURILOR

I A CONSTRUCIILOR SITUATE DEASUPRA GOLURILORSUBTERANE

1.1. Monitorizarea i analiza deformaiilor terenurilor i a construciilor situatedeasupra golurilor subterane. 150 ani de experien, de la metodele clasice la cele

actuale.

1.1.1. INTRODUCERE

Odat intrat n folosin, fiecare structur e supus tiparelor evolutive de ncrcri ialte aciuni. Adesea, intensitatea i tipul de solicitare sunt foarte diferite de cele luate n calculn timpul proiectrii i n multe cazuri pot fi necunoscute att natura, ct i dimensiunea lor.Suma acestor incertitudini create n timpul proiectrii, construirii i folosirii reprezint o mare

provocare pentru cei implicai i responsabili de sigurana, ntreinerea i funcionareastructurii. Inspecia regulat poate reduce nivelul de nesiguran, dar totui prezint nclimitri importante, aceasta fiind limitat la observarea suprafeei structurii pe durata unor

perioade scurte desprite de perioade lungi de inactivitate. Monitorizarea strii structurale areca scop furnizarea de informaii mult mai solide despre starea real a unei structuri,observarea evoluiei ei i detectarea apariiei unor noi degradri. Prin instalarea unui numr desenzori sau alte elemente sensibile la micare, msurarea parametrilor relevani pentrucondiiile structurale i a altor parametri importani din mediu, e posibil s obinem o imaginea strii i evoluiei structurii mai apropiat de comportarea real a acesteia. Monitorizarea e onou unealt de siguran i administrare care completeaz ideal metodele tradiionale, cumsunt inspecia vizual, metodele clasice de urmrire sau modelarea vizual.

Monitorizarea structurilor situate deasupra golurilor subterane provenite din exploatareeste o preocupare mai veche a specialitilor, dar monitorizarea n regim continuu are o istorie

foarte recent cu izvoare n special n Australia, Canada, Africa de Sud i China.1.1.2. CONSIDERAII GENERALE

Monitorizarea i analiza deformaiilor terenurilor i a construciilor situate deasupragolurilor subterane(subsiden, termen consacrat n literatura de specialitate) a nceput cuaproximativ 150 de ani n urm n regiunile miniere din Europa Central. n prima jumtate asecolului XX n Europa Central au fost aplicate diverse metode empirice de modelare i

previziune a deformaiilor terenurilor i a construciilor situate deasupra golurilor subterane.Dei sunt nc folosite n multe pri n lume, inclusiv cteva variante adaptate condiiilor deminerit din America de Nord, aceste metode empirice sunt nlocuite prin modelare

determinist bazat pe metode numerice. Modelele de subsiden contribuie la dezvoltareaunor operaii miniere mai sigure i mai economice. Tehnicile noi de monitorizare contribuie laverificarea modelelor deterministe ale comportamentului rocilor n diverse condiii geologice

1


2/23


i miniere. n Canada au fost aduse contribuii importante la dezvoltarea noilor tehnici demonitorizare i de modelare numeric i previziune a deformaiilor terenurilor i aconstruciilor situate deasupra golurilor subterane, printre care realizarea unui sistem demonitorizare telemetric, folosirea n pionierat a unui Sistem de Poziionare Global prinsatelit, dezvoltarea unei metode numerice de modelare determinist a deformaiilor terenurilori a construciilor situate deasupra golurilor subterane n roci sfrmicoase i roci de sare, i

folosirea ridicrilor hidrografice n monitorizarea n larg. Aplicaiile acestora sunt discutate nstudii de caz de monitorizare a deformaiilor terenurilor i a construciilor situate deasupragolurilor subterane n minele de crbune din Nova Scoia i Sparwood, B.C, i n minele de

potasiu din New Brunswick. De menionat c una dintre rile unde activitatea demonitorizare a avut o evoluie constant a fost Canada, evoluia activitii n acest domeniufiind semnificativ pentru ntrega istorie a domeniului.

nc din anii 1860, n Germania i alte ri europene, au aprut numeroase publicaiitiinifice referitoare la deplasarea terenului din regiunile miniere i formularea matematic a

previziunii deformaiilor terenurilor i a construciilor situate deasupra golurilor subterane.Majoritatea primelor teorii de previziune au fost realizate de ctre ingineri topografi miniericare aveau acces la datele topografice de monitorizare. Aceast tradiie continu, iar n

prezent, Societatea Internaional de Ridicri Miniere (International Society for MineSurveying ISM), prin Comisia 4 axat pe subsiden este cel mai important organisminternaional ce se ocup cu probleme de acest gen. De remarcat c n Canada s-a desfuratntlnirea comitetului de organizare a ISM, n timpul celui de-al Doilea Simpozion Canadiande Ridicri Miniere i Msurtori ale Deformrii Rocilor, organizat la Universitatea Queens,n 1974. De asemenea 14 ri au nfiinat ISM n 1976, n Leoben, Austria. SocietateaInternaional pentru Mecanica Rocilor (International Society for Rock Mechanics ISRM),Asociaia Internaional a tiinelor Hidrologice (International Association of HydrologicalScience IAHS), i Comisia 6 a Federaiei Internaionale a Inginerilor Topografi(International Federation of Surveyors FIG) sunt alte trei organisme internaionale implicaten studii de subsiden. Aceasta sugereaz c un secol i jumtate de cercetri i dezvoltri nua fost suficient pentru a rezolva toate problemele de modelare i previziune a deformaiilorterenurilor i a construciilor situate deasupra golurilor subterane. Pe de alt parte, n ultimiicincizeci de ani, responsabilii multor exploatri miniere au realizat c noile tehnici demonitorizare i modelare numeric sofisticat a deformaiilor terenurilor i a construciilorsituate deasupra golurilor subterane sunt utile nu doar pentru situaii de responsabilitate legalsau control de mediu, ci permit mai buna nelegere a mecanismelor de deformare a straturilorde roc, ducnd la dezvoltarea unor metode de exploatare mai sigure i mai economice. Pnla nceputul anilor 1960, metodele de monitorizare i previziune a deformaiilor terenurilor ia construciilor situate deasupra golurilor subterane erau aproximative, deci aproape 100 deani evoluia cercetrilor din domeniu a fost lent. Ctre sfritul anilor 1960 au fost aduse

importante mbuntiri care continu i n prezent, prezenta lucrare circumscrindu-se acestuidemers.

1.1.3. REPERE IMPORTANTE ALE CERCETRILOR DIN DOMENIU

a. Un secol de observare a deformaiilor terenurilor i a construciilor situatedeasupra golurilor subterane n Cape Brenton, N.S.

n secolul al XIX-lea, exploatarea subteran a crbunelui s-a dezvoltat n unele pridin regiunile carbonifere din Nova Scoia, mai ales n Cape Breton. n regiunile dezvoltate,subsidena minier a cauzat distrugerea construciilor de la suprafa, i pe msur ce au

nceput s apar cererile de despgubire pentru pagubele determinate de subsidena minier,companiile au nceput s efectueze msurtori i s in evidena deteriorrilor de la suprafa.n Cape Breton, acest lucru a devenit o rutin de-a lungul secolului XX. De exemplu, n Glace

2


3/23


Bay, ora sub care au fost executate lucrri n 4 straturi de crbune, majoritatea caselor icldirilor au fost monitorizate regulat. De fapt, era ceva obinuit ca la fiecare cas, pe o iglmai joas, s fie marcat un reper lab de gsc. Majoritatea acestor date s-au pierdut deatunci n timp, iar articolele tehnice nu au fost gsite. Cu toate acestea, s-a pstrat un exemplude monitorizare de rutin a deformaiilor terenurilor i a construciilor situate deasupragolurilor subterane. Figura 1.1 prezint o linie de ridicare de-a lungul West Main Street din

Glace Bay, de la Wallace Road la Nolans Lane. Se compar subsidena dintre 1904-1916 cuobservaiile din 1949 i cu o estimare mai recent a deformaiilor terenurilor i a construciilorsituate deasupra golurilor subterane, folosind un model SUBCALC de funcie de influende la Universitatea Nottingham din Anglia.

Fig. 1.1. Subsidena n Glace Bay, N.S., 1904-1949

b. Dezvoltarea i aplicarea unui sistem de monitorizare prin telemetrie

La nceputul anilor 1970, CANMET a iniiat un proiect pentru dezvoltarea unorsisteme de monitorizare automate cu achiziia prin telemetrie a datelor, ce puteau fi folosite

pe durata ntregului an n condiii climatice dificile i teren accidentat, cum este cel al unormine din vestul Canadei. Operaiile miniere subterane ale B.C. Coal situate lng oraulSparwook din sudestul Columbiei Britanice, au fost alese pentru testarea noilor sisteme demonitorizare. Primele efecte ale deformaiilor terenurilor i a construciilor situate deasupragolurilor subterane n regiune au fost observate n toamna lui 1975. Pe vremea aceea pentrumonitorizarea deplasrii terenului se foloseau doar metode geodezice convenionale cumsurarea unghiului i distanei. Ridicrile de subsiden nu erau uoare. Temperaturilecoborte de pn la -40C i zpada de pn la 5 m ngreunau mult accesul i vizibilitatea dinoctombrie pn la mijlocul lui iuni. Ridicrile geodezice din sezonul scurt de var nu puteaoferi informaii suficiente referitoare la comportamentul n timp al straturilor de roc. ntre1975 i 1978, CANMET a ncercat s dezvolte un sistem de monitorizare continu, bazat peun senzor de deformare lung de 33 m cu achiziionarea datelor prin telemetrie (Fisekci et al.,

1981), alimentat de fotocelule solare. Cu toate acestea, primul sistem de telemetrie n careachiziionarea datelor se face continuu a fost realizat abia n 1980 (Chrzanowski et al., 1980;Chrzanowski i Fisekci, 1982) n cooperare cu UNB, folosind inclinometre electronice (servo-accelerometre biaxiale) ca senzori pentru deplasarea terenului. Sistemul de monitorizare printelemetrie folosea cea mai avansat tehnologie de microprocesoare i principii de comunicarea datelor de pe vremea aceea. Sistemul era format din uniti secundare (slave) legate directla senzorii de nclinare i o unitate principal (master) ce avea rol de control i se ocupa cuachiziia datelor de senzor de la unitile secundare, la intervale de timp programate dinainte.Pentru a asigura funcionarea pe toat durata iernii a bazei de alimentare a unitii (baterii cucelule-gel), sistemul a fost astfel creat nct s intre ntr-o stare de ateptare dup ce a fostinterogat de unitatea principal. Acest design a permis pn la zece interogri pe zi timp de un

an la temperaturi de -25 C, fr a fi necesar rencrcarea bateriilor.Sistemul de telemetrie cucinci uniti secundare a fost folosit mpreun cu ridicri geodetice convenionale (folosindstaia total AGA 700 i 15 prisme montate permanent) i ridicri de fotogrametrie aerian

3


4/23


(Armenakis i Faig, 1982) pentru o monitorizare integrat a deformrilor deasupra unuiadintre panourile de extracie. Panoul de crbune de 12 m grosime, cu o declivitate de 30, afost exploatat ntre 1980-1981. Monitorizarea integrat a nceput chiar nainte de ncepereaextraciei i a continuat pn n 1983. Extracia panoului ntre 1980-1981 a determinatdeplasri ale terenului de pn la 2,5 m, cu surpri ale suprafeei n vecintatea aflorimentuluide crbune i crpturi lungi pe direcia nord-sud, n vecintatea crestei muntoase. Sistemul de

telemetrie a funcionat cu succes timp de trei ierni, oferind informaii utile referitoare laevoluia n timp a deplasrilor terenului (figura 1.2). Msurtorile geodetice, fotogrametrice ide inclinometrie au fost folosite ntr-o analiz simultan a deformrii pantei, prin aplicareaMetodei Generalizate de Analiz a Deformrii a UNB, menionate anterior. A fost obinut unmodel final al deformrii prin aproximare ptratic minim a modelelor de deformare alese itestare statistic. Modelul obinut a fost comparat printr-o analiz de element finit elastic non-liniar 2D folosind o variant anterioar a metodei S-C. Analiza elementului finit a fostrealizat n special pentru a confirma existena faliei suspectate.

Figura 1.2. nregistrarea schimbrilor de nclinaia ale pantei, 1980-1982

c. Studiul deformaiilor terenurilor i a construciilor situate deasupra golurilorsubterane n minele de potasiu din New Brunswick. Rezultatele ridicrilor demonitorizare

Extracia depozitelor mari de silvinit de grad ridicat din New Brunswick a nceput lamijlocul anilor 1980. Pn n 1997, Corporaia de Potasiu din Saskatchewan (PotashCorporation of Saskatchewan PCS) i Compania Minier Potacan (Potacan MiningCompany) au desfurat activiti n dou mine situate la aproximativ 30 km distan. Deremarcat faptul c, n ciuda proximitii celor dou mine, condiiile geologice i miniere suntdestul de diferite. Extracia de potasiu i sare la PCS se desfoar la adncimi de 400 m pnla 700 m, n cadrul unei perne de sare n form de dom, cu o lungime de 25 km, n care

potasiu este conservat n flancuri cu declivitate mare. Roca acoperi, dur, n form de arcofer un suport natural excelent pentru rocile sfrmicioase de deasupra. La mina Potacan,depozitul de minereu are form lamelar, cu o declivitate de 10-12, iar adncimea

minereului este ntre 850-1100 m sub suprafa. Pn n 1997, s-a folosit metoda deexploatare prin camere i pilieri, cu umplere ntrziat. Potrivit unui test de carotaj efectuat dectre Potacan, formaiunile geologice din zona minier sunt supuse unei tensiuni tectonice

4


5/23


orizontale. nlimile camerelor variaz de la 4 m la maxim 35 m. Silvinitul este acoperit cusare gem de grosime variabil (doar cteva zeci de metri) cu o roc acoperitoare foarte slabi apoi cteva straturi roii. Dei numeroase studii au fost dedicate problemei dependenei detimp a deformrii rocilor de sare, printre care studii orientate direct asupra comportamentuluin timp al rocilor de sare i a utilizrii reumplerii la PCS i minele Potacan toate aceste studiiiniiale au fost efectuate ntr-o perioad de timp relativ scurt (2 ani), cea mai mare parte n

laboratoare. Rezultatele acestor studii au o utilitate foarte limitat pentru modelareacomportamentului global n timp al srii i al maselor de roc sfrmicioas de deasupra, carear putea fi aplicat pentru a dezvolta o teorie a deformaiilor terenurilor i a construciilorsituate deasupra golurilor subterane globale. n acest caz, dependena de timp trebuie stabilitdoar prin monitorizarea pe termen lung a deformaiilor terenurilor i a construciilor situatedeasupra golurilor subterane. Prin compararea rezultatelor ridicrilor de monitorizare lasuprafa i n lucrrile miniere, mpreun cu modele deterministe a deformrii ateptate, se

poate ajunge la mai buna nelegere a mecanismelor deformrii.Minele Potacan i PCS, n cooperare strns cu Grupul UNB, au nceput cteva

programe de monitorizare sistematic, n 1986 i n 1989. Iniial, n ambele minemonitorizarea cuprindea doar nivelment cu precizie de ordinul nti. n 1993, s-a adugat GPS

la schema de monitorizare n ambele mine, n combinaie cu staii totale electronice de naltprecizie (Leica TC2002) pentru a monitoriza i deplasrile orizontale. Att deplasrileverticale, ct i cele orizontale, se puteau detecta cu o precizie de 5 mm, cu un grad dencredere de 95%. n 1997, ambele mine s-au extins pe o suprafa aproximativ egal, n jurde 5,5 km x 1,2 km i continuau s se extind. Figura 1.3. prezint schema de monitorizare(1996) i structura orizontal a minei Potacan. Tabelul 1.1 prezint rezultatele monitorizrii.

Figura 1.3. Structura minei i schema de monitorizare la Potacan

Tabelul 1.1. Rezultatele monitorizrii

5


6/23


Mina PCS, 1989-1996 Potacan, 1986-1996

Subsidena maxim 127 mm 556 mm

Rata maxim de subsiden 20 mm/an 124 mm/an

Rata maxim a deplasrilor orizontale 20 mm/an 60 mm/an

Informaiile referitoare la rata de subsiden prezint o importan deosebit, deoarece

orice ncetinire sau accelerare pot sugera o acumulare nedorit sau o eliberare neateptat atensiunilor n masele de roc. Astfel, detecia schimbrilor ratei de subsiden i a ratei dedeplasare orizontal reprezint unul dintre cele mai importante aspecte al ridicrilor demonitorizare. La mina PCS, subsidena a fost aproape liniar n timp. n schimb, la Potacan, s-a observat o accelerare important n partea estic n 1995. Accelerarea a fost nsoit deevenimente micro-seismice perceptibile acustic.

Metoda S-C a fost aplicat pe un model bidimensional al deformaiilor terenurilor i aconstruciilor situate deasupra golurilor subterane, de-a lungul unei seciuni transversale alesea minelor. n cazul Potacan, analiza FEM prin metoda S-C s-a efectuat de-a lungul seciuniitransversale A-A (figura 1.4). S-au efectuat dou analize. Prima, un model de previziuneglobal a fost dezvoltat pentru a analiza subsidena final total ateptat s fie produs deactivitatea minier pn n 1995. A doua analiz a fost realizat pentru a deriva modelul desubsiden cel mai potrivit pentru subsidena observat ntre 1987 i 1995 la mina Potacan intre 1989 i 1995 la mina PCS. Datele geologice i proprietile mecanice ale rocilor au fostfurnizate de ctre mine. La Potacan, n analiz s-a luat n calcul i tensiunea tectonicorizontal menionat anterior. O preocupare a reprezentat-o i stratul acoperitor foarte slab dela Potacan. Rezultatele deformaiilor terenurilor i a construciilor situate deasupra golurilorsubterane previzionate sunt prezentate n tabelul 1.2 i figura 1.5 pentru mina Potacan. S-aobinut o concordan bun cu subsidena observat ntre 1986-1995 n cazul ambelor mine.

Figura 1.4. Subsidena la Potacan (partea estic)

6


7/23


Figura 1.5. Subsidena total previzionat i modelat FEM (1987-1995) pe seciunea trans.A-A

Tabelul 1.2. Subsidena previzionat

Potacan PCS

Timpul pn la atingerea deformaiilor terenurilor i aconstruciilor situate deasupra golurilor subterane maxime

40-50 ani 12-15 ani

Subsidena maxim previzionat 1,6 m 0,35 m

Deplasrile orizontale maxime 0,7 m 0,14 m

Rata maxim a deplasrilor orizontale 20 mm/y 7 mm/y

n ceea ce privete deplasrile orizontale, ratele previzionate n ambele mine sunt de 2-3 orimai mici dect cele observate (vezi tabelul 1.1.).

1.2. Analiza stabilitii formaiunilor din jurul golurilor formate prin exploatare

1.2.1. Generaliti

Exploatrile miniere subterane pot cauza efecte negative asupra suprafeei implicit aconstruciilor situate n zon. Astfel pot apare fenomene nedorite, nefavorabile la nivelulstructurilor, fiind necesare msuri de protejare a construciilor i a populaiei. Pentru a preveniacest fapt sunt determinate proprietile fizico-mecanice i elastice ale rocilor care au stat la

baza clasificrii stabilitii rocilor din zcmnt.La alegerea metodelor de exploatare pentru diferite corpuri de minereu se au n vedere

pe lng condiiile geo-miniere i asigurarea stabilitii suprafeei rezultnd dou situaii: se urmrete stabilitatea suprafeei; nu se urmrete stabilitatea suprafeei.n cazul protejrii suprafeei astfel nct efectul exploatrii s nu ajung la suprafa se

propun metode de exploatare adecvate. n cazul n care nu se urmrete stabilitatea suprafeei,acceptnd strmutarea satului din zona afectat se propun metode de exploatare cu surpare nsubetaje pentru diferite nalimi i grosimi de subetaj.

Pentru prognozarea extinderii micrii rocilor n jurul excavaiilor subterane se cunoscmai multe metode, cum ar fi:

modele fizice;

elaborarea unor relaii analitice pe baza urmririlor topografice n timp n condiiigeo-miniere asemntoare;

modele matematice.

7


8/23


Modelele fizice sunt forte complexe furniznd informaii calitative i cantitative, darsunt costisitoare, dureaz mult elaborarea unui model i la o scar acceptabil nu se poatemodela dect o suprafa relativ redus.

1.2.2. Analiza fenomenelor de micare n jurul golurilor miniere subterane

Prognozarea micrii rocilor n jurul golurilor subterane prin metodologia grafo-analitica pleac de la urmtoarele ipoteze:

A. n jurul golurilor subterane n cazul n care sunt ndeplinite condiiile de surpare nfuncie de amplitudinea micrilor, se formeaz trei zone:

- zona I (a micrilor reduse);- zona II (a micrilor intense);- zona III (zona de surpare);n zona de gradul I micrile sunt de ordinul milimetrilor i zecilor de milimetri, ele

neavnd efect hotrtor asupra lucrrilor miniere subterane.

c

c'

a'

a

a m b

2

h

h

h

H

1

'

III

II

I

Figura 1.6. - Zonele de micare

n zona de gradul II, micrile sunt de ordinul a zeci de centimetri, care contribuie ladistrugerea susinerilor, a lucrrilor miniere, apariia denivelrilor importante la suprafa (deordinul zecilor de centimetri). Efectele micrilor dispar odat cu dispariia cauzei, respectiv

micrile se atenueaz pn la dispariie, n zonele respective fiind posibil reluarea activitii.n zona de surpare cu gradul III, care se situeaz n imediata vecintate a golului creat,

se produce distrugerea lucrrilor miniere i a corpurilor de minereu, recuperarea ulterioar alacestora fiind imposibil, din interiorul acestei zone. La suprafa vor aprea gropi, respectivhornuri de surpare cu adncimi variabile.

B. n orice seciune transversal extinderea zonelor de micare este delimitat de:- o parabol (deasupra golului creat);- o semielips (n pereii golului);

Avnd n vedere modul greoi de determinare a extinderii zonelor de micare n pereipentru uurarea calculelor, acestea au fost asimilate cu o dreapt n seciunea transversal

(respectiv un plan n spaiu).C. n cazurile n care exist diferene mari ntre rezistena corpului de minereu i rocilenconjurtoare, micrile se extind spre zonele mai slabe.

8


9/23


D. nclinarea planului de delimitare a zonei de surpare de zona micrilor intense estedeterminat de unghiul limit de surpabilitate (*) care nu poate fi mai mic dect unghiulminim de surpabilitate () obinut prin calcularea materialului necesar pentru umplereagolului, sau unghiul de delimitare a zonei micrilor intense ().

E. Extinderea maxim pe orizontal a zonei de surpare este la limita superioar agolului creat, iar a zonei micrilor intense este la limita superioar a zonei de surpare.

1.2.3 Factorii de influen

n general factorii care influeneaz evoluia micrii rocilor se pot mpri n dougrupe mari:

- factori naturali;- factori legai de activitatea n exploatare.

Factorii naturali se refer att la zcmnt ct i la rocile nconjurtoare.Cei cu referire la zcmnt sunt:

forma i poziia n spaiu a zcmntului;

distana dintre zcmnt i suprafa; dimensiunile golurilor subterane; proprietile fizico-mecanice i reologice ale rocilor acoperitoare; tectonica i microtectonica acelorai formaiuni; condiiile hidrogeologice; procedeul de realizare a excavaiilor; diferena de nivel dintre suprafa i excavaiile subterane. grosimea zcmntului; nlimea zonei mineralizate; nclinarea zcmntului;

natura contactului dintre zcmnt i rocile nconjurtoare.Principalele categorii de solicitri i deplasrile (deformaiile) corespunztoare alerocilor supuse unui astfel de proces sunt de tipul comprimare - contracie, ntindere - alungire,forfecare - alunecare i ncovoiere.

Forma de prezentare a zcmntului influeneaz mecanismul de formare a zonelor deinfluen i implicit i aria i forma de extindere a acestora (la zcmintele filoniene surparean majoritatea cazurilor pornete din perei, rocile nconjurtoare fiind supuse la forfecare; lacele lenticulare orizontale sau cu nclinri mici surparea pornete din tavan rocilenconjurtoare fiind supuse la ncovoiere, surprile din perei avnd o importan mai redus;n cazul stockurilor extinderea pe direcional poate avea aceeai importan ca i extinderea

pe transversal etc.).

Distana dintre suprafee este determinant la calcularea eforturilor la care trebuie sreziste rocile nconjurtoare (culcu, acoperis, tavan). De asemenea distana de la suprafaeste hotartoare i la conturarea formei zonelor de influen. Grosimea, nlimea i nclinareazcmntului influeneaz att mrimea eforturilor care acioneaz asupra rocilornconjurtoare ct i amplitudinea extinderii zonelor de influen n diferite direcii (culcu,acoperi, suprafa).

Natura contactului dintre zcmnt i rocile nconjurtoare poate influena decisivdirecia zonei de surpare (n cazul cnd avem un contact net care separ zone cu caracteristicimult diferite).

Condiiile hidrogeologice existente pot influena transformrile ulterioare a rocilor.Dimensiunile golului creat n urma exploatrii este unul dintre cei mai importani

factori, avnd aceeai influen asupra extinderii micrilor ca i cele descrise la influenadimensiunilor corpului de minereu.

Influena golului asupra micrii rocilor nconjurtoare este n strns legtur cu

9


10/23


metoda de exploatare aplicat, deoarece evoluia acestuia i volumul final depinde de metodade exploatare aplicat.

n cazul aplicrii metodelor de exploatare cu rambleerea golului creat, volumul final algolurilor este cauzat de:

- neumplerea total a golului;- tasarea primar a rambleului;

- tasarea secundar a rambleului.

1.2.4. Calcularea extinderii zonelor de influen

n ceea ce privete calcularea extinderii zonelor de influen, efectul modului dederocare va interveni la determinarea rezistenei rocii n masiv (n Cn) prin intermediulfactorului de fisurare (cf).

Adncimea pn la care se nregistreaz n mod simitor aceast influen se determindirect n situ, sau dac nu exist aceast posibilitate, atunci cu ajutorul relaiei:

( )

R rK

K

c d

t d

=

42

10 2

'

/

(1.1)

unde:R - este raza de influen a gurilor;r0 - raza gurii ;c - rezistena de rupere la compresiune;t - rezistena de rupere la traciune;Kd; K d - coeficieni ce in seam de modul de acionare al explozivului; - coeficientul lui Poisson; - coeficientul de atenuare a undelor seismice;

( ) = +

+ 0 8

5 10

1

6

,E y (1.2)

y - cldura de explozie;E - coeficientul de transformare al energiei;

ED

V

e

e

=

(1.3)

e - densitatea explozivului;Ve - viteza de propagare a undelor longitudinale;D - viteza de detonare a explozivului; - densitatea rocii.]

1.2.5. Caracterul deplasrii i deformrii masivului de roci i a suprafeei terenului

S-a stabilit c aria suprafeei de la zi , atins de efectele scufundrii , ca urmare aexploatrii subterane a zcmintelor , n cazuri normale este mai mare dect aria suprafeeisubterane a golului cruia aproximativ i se suprapune.

10


11/23


Figura 1.7. Aria suprafeei subterane

Forele din interiorul rocilor constituie , att timp ct timp rmn nederanjate , unpotenial in echilibru. Cnd s-a creat un gol n zcminte forele devin cinetice , iar aciunilese transmit prin presiune , acoperiului si pereilor golului. Procesul de micare al rocilor

ncepe de regul cu ncovoierea formaiunilor aflate deasupra abatajului i este insoit deobicei de prbuiri ale acoperiului.n continuare , procesul evolueaz prin desprindereasuccesiv a formaiunilor interioare de cele superioare i prin ncovoierea lor dup normala lastratificaie , asemntor grinzilor sau plcilor ncastrate pe contur . Pe msura avansriifenomenului de abataj , micarea cuprinde noi poriuni ale parchetului subminat i n cazuldimensiunilor mari ale pachetului exploatat se propag pn la suprafa. n funcie de gradulde deranjare a rocilor de deasupra spaiului ezploatat se disting trei zone(figura 2.3.) :

De prbuire (1) zona surprilor neregulate;

De ncovoiere cu pierderea continuitii datorit fisurrii sau de crpturi (2) zonasurprilor regulate;

De incovoiere lin sau de tranziie (3) zona ncovoierii stratelor sterile dup stratificaie.

Figura 1.8. Modul de deplasare i de formare a masivului de roci sub influena explatriisubterane

Zona de prbuire : Deasupra zonei exploatate va aprea o zon puternic frmntat .nalimea zonei de prbuire Hp variaz n funcie de natura rocilor . Valoarea aproximativacestei nalimi este dat de :5gv Hp 15gv, n care gv nalimea zonei exploatateDac zona acoperitoare are nalimea mai mic dect nalimea zonei de prbuire atunci lasuprafa apar rupturi.n cazul dirijrii presiunii , printr-o rambeliere corect nu vor area rupturi la suprafa.

Zona de crpturi - apare deasupra zonei de prbuire.nalimea zonei de crpturi Hc estecuprins n intervalul :15gv Hc 50gv

11


12/23


n cazul n care , fa de suprafa , zona exploatat se gasete la o adncime cuprins n zonade crpturi , atunci la nivelul suprafeei vor aprea crpturi i rupturi.Zona de tranziie n aceast zon cu nalimea Ht nu exist rupturi. La suprafa se vor

produce scufundri line ale suprafeei. Instabilitatea rocilor va influena aceast zon , iardeformaia se va produce dac :Ht 50gv

Dup ncheierea proceselor de micare , n jurul unei poriuni extrase dintr-un zcmnt nrocile din acoperi i din culcu se stabilizeaz urmtoarele zone :

Figura 1.9. Zonele caracteristice de influen a exploatrii subterane

Zona subminrii ( micrilor totale ) COD ( I ) ocup dup micare o poziie paralel cucea iniial deplasrii punctelor fiind orientai dup normal i practic egali pentru aceeaiformaiune . Este delimitat de planele nclinate cu unghiurile de submonare total 1 i 2trasate la marginile spaiului ns nu se extinde pn n vecintatea zcmntului extras ; eacuprinde i zona de prbuire a rocilor din acoperi .Zonele presiunii de reazem sau de compresiune a rocilor dup normala pe stratificaie

( III a i III b ) apar ntre limitele LB i KJ ale influenelor exloatrii i EG i FH ale spaiuluiexploatat ( III a = LBEG i III = KJFH).Dup unele preri , deasupra zonelor presiunii de reayem se gsesc zonele deformaiilor mici (VII a i VII b ) , cu semn variabil , de traciune i de compresiune , dup normala lastratificaie . Rocile superioare se deplaseaz fr deformaii , dup normal ( zonele VIII a iVIII b ) .Zonele de ncovoiere maxim a rocilor ( II a i II b) se dezvolt ntre zonele I i III ,ncovoierea determinnd apariia deformaiilor de compresiune i de traciune n sens paralelcu stratificaia .n rocile din culcuul zcmntului se produce redistribuirea tensiunilor , cu manifestarea

presiunii de reazem i a descrcrii de tensiune . Presiunea de reazem atrage o comprimare

puternic a rocilor , n timp ce n zonele de descrcare rocile sunt supuse unor fenomene deridicare nspre spaiul exploatat . Astfel , n culcu se disting :

Zonele de comprimare a rocilor ( IV a i IV b )

Zonele de ridicare neuniform ( V a i V b )

Zonele ridicrii ( descrcrii ) uniforme ( VI )

Conturul ALBIJKM , cuprinznd toate zonele enumerate mai sus, delimiteaz domeniul deinfluen a lucrrilor de exploatare n stadiu considerat ; un contur asemntor poate fi definiti n raport cu seciunea longitudinal prin pachetul de strate .

12


13/23


Figura 1.10. Zonele de micare i influen n cazul zcmintelor de minereu

Noiunile generale prezentate , referitoere la zcmintele stratiforme , sunt valabile , cu uneledeosebiri i pentru zcmintele de alte tipuri , inclusiv pentru cele de minereuri , Aa , deexemplu , la exploatarea unui zcmnt de minereuri se pot distinge :

ABCD zona prbuirilor ; ADLE i BCMF zone de micare cu pierderea continuitii rocilor ( fisurare) ; GNIDE i HOKCF zone de micare lin ;

LNID i MOKC zonele presiunii de leagn ;

1.2.6. Criterii de stabilitate a rocilor

Realizarea unei excavaii subterane n masivul de roc are ca efect o redistribuire astrii naturale de tensiune. Dac rocile din jurul lucrrilor miniere au o rezisten suficient demare pentru a prelua tensiunile nou create, atunci nu se vor produce fisuri i fracturiimportante, rocile nu i modific capacitatea portant, iar excavaiile nu vor avea nevoie desusinere, fiind stabile.

Stabilitatea poate fi realizat n diferite moduri, condiionat de influena reciproc aunui numr foarte mare de factori naturali i tehnici.

Modificarea stabilitii masivului prin executarea unei lucrri miniere poate ficompensat parial sau total prin realizarea unei susineri care s asigure meninereadezechilibrului creat n limite nedistructive, pe o perioad de timp egal cu durata de activitatea lucrrii miniere.

Pentru alegerea corect a unei susineri este necesar s fie luai n considerare o seriede factori geologici, geomecanici i tehnici. Deoarece este dificil s se realizeze o corelareglobal a tuturor factorilor de influen asupra stabilitii, literatura de specialitate ofer oserie de criterii de stabilitate, care iau n considerare o parte din factorii de influen.

Criteriul de stabilitate "n"Stabilitatea rocilor conform acestui criteriu se estimeaz n funcie de caracteristicile

geomecanice ale rocilor printr-un coeficient n dat de relaia:

21 KKH

Kn

a

rc

=

, n care: (1.4)

H este adncimea de amplasare a lucrrii miniere;a gerutatea specific aparent;rc rezistena la compresiune monoaxial; - coeficientul funcie de gradul de fisurare; - coeficientul de rezisten de lung durat;K coeficient de influen a umiditii;K1 coeficient de concentrare a tensiunilor;

K2 coeficient de influen a abatajelor;u deplasarea rocilor.ncadrarea rocilor ntr-o clas de stabilitate conform criteriului ,,nse face n

conformitate cu tabelul 1.3.

13


14/23


Tabelul 1.3- ncadrarea rocilor n clase de stabilitate funcie de criteriul de stabilitate ,, nCoeficientul de

stabilitate, nClasa de

stabilitateAprecierea stabilitii lucrrii miniere

> 1 ILucrarea minier este stabil. Deplasarea rocilor

u < 50 mm.

0,7 < n < 1 II Stabilitate medie,50 < u < 100 mm.Presiunea creat de roci: P = 0,01 - 0,06 MPa.

0,35 < n < 0,70 IIILucrarea devine instabil,

100 < u < 410 mm.P = 0,15 - 0,2 MPa.

0,25 < n < 0,35 IVGrad avansat de instabilitate,

410 < u < 600 mm.P = 0,2 - 0,3 MPa.

n < 0,25 VLucrare total instabil, deformarea sub form de curgere

vsco-plastic.P = 0,3 - 2 MPa.

Criteriul de stabilitate "i"Conform acestui criteriu, evaluarea stabilitii se face n funcie de caracteristicile

geomecanice ale rocilor i de modul de deformare a acestora, redat n tabelul 1.4.Acest criteriu este redat de expresia:

rc

a Hi

= . (1.5)

Tabelul 1.4.- Aprecierea stabilitii dup criteriul de stabilitate i

Coeficient destabilitate, i

Clasa destabilitate

Condiiilegeomecanice ncare se execut

lucrarea minier

Deplasarearocilor de pecontur, u

[mm]

Portana necesar asusinerii, Ps

[MPa]

< 0,2 I foarte uoare 0 00,2 - 0,25 II uoare < 50 0,03 - 0,050,25 - 0,3 III medii 50 200 0,1 - 0,150,3 - 0,6 IV grele 200 500 0,25 - 0,4

> 0,6 V foarte grele > 500 > 0,4

Criteriul de stabilitate "S"

Aprecierea stabilitii conform acestui criteriu se face n funcie de caracteristicile delegtur create n timp de fenomenele geologo-tectonice i de caracteristicile geomecanice alerocilor. Criteriul de stabilitate S este redat analitic prin expresia:

KKKK

KKKfS

AtN

wrM

= , n care: (1.6)

f coeficientul de trie al rocilor;KM coeficient funcie de gradul de fisuraie al rocilor;KN coeficient funcie de numrul sistemelor de fisuri;KR coeficient funcie de forma pereilor lucrrilor miniere;KW coeficient funcie de umiditatea rocilor;KA coeficient funcie de cimentul de legtur depus pe fisuri;Kt coeficient funcie de gradul de deschidere a fisurilor;K - coeficient funcie de unghiul format de direcia lucrrilor miniere i direcia

fisurilor.

14


15/23


n funcie de criteriul de stabilitate S, rocile se grupeaz n mai multe clase redat ntabelul 1.5.

Tabelul 1.5.- Aprecierea stabilitii dup criteriul SValoarea indicelui de

stabilitate, SClasa de stabilitate a rocilor Gradul de stabilitate al lucrrii

miniere

> 70 I complet stabile5 70 II Stabile1 5 III stabilitate medie

0,05 1 IV Instabile< 0,05 V foarte instabile

Criteriul de stabilitate "m"Acest criteriu de prognozare, propus de V.I. ISSACSON, arat c rocile de pe conturul

lucrrii miniere i pierd stabilitatea atunci cnd distana m dintre suprafeele de slbirestructural este suficient de mic i satisface inegalitatea:

rt

rcam

2

1 (1.6)n care: 1 - este coeficient funcie de tipul suprafeelor de slbire structural i de rezistenade rupere la compresiune a rocii.

Valorile acestui coeficient sunt redate n tabelul 1.6.

Tabelul 1.6- Valorile coeficientului 1 funcie de adncime i de rezistena de rupere lacompresiune monoaxial

Adncimea dela suprafa

H,[m]

Rezistena de rupere la compresiune monoaxial,rc [MPa]

10 20 30 40 50 60

Valoarea coeficientului 1100 0,60 0,44 0,28 0,22 0,075 0,030200 0,72 0,60 0,44 0,28 0,220 0,075300 0,80 0,72 0,60 0,44 0,280 0,220400 0,83 0,80 0,72 0,60 0,440 0,280500 0,87 0,83 0,80 0,72 0,600 0,440600 0,90 0,87 0,83 0,80 0,720 0,600700 0,93 0,90 0,87 0,83 0,800 0,720800 0,96 0,93 0,90 0,87 0,830 0,800900 0,99 0,96 0,93 0,90 0,870 0,830

1.000 1,00 0,99 0,96 0,93 0,900 0,870

Criteriul de stabilitate "t"Aprecierea gradului de stabilitate a rocilor din jurul lucrrilor miniere se poate face i nfuncie de perioada de timp ct rocile se autosustin, fr a fi necesar montarea uneisusineri. ncadrarea rocilor ntr-o clas de stabilitate, conform acestui criteriu, se faceconform tabelului 1.7.

Tabelul 1.7. - Aprecierea stabilitii dup criteriul de stabilitate ,, tDurata ct

rocile dezvelitese autosusin

ClasaDe

stabilitate

Grad de stabilitatea lucrrilor

miniere

Caracterul sfrmrii rocilor din jurullucrrilor miniere

nelimitat I foarte stabile lipsete

6 luni II stabile aruncri de buci de roc de pe conturullucrrii miniere

0,5 luni III stabilitate mediesfrmri locale i aruncri de roc pn la

adncimi de 1 m

15


16/23


24 ore IV instabilesfrmarea rocilor se extinde pe adncimi

mai mari de 1 m

0 V foarte instabiletrecerea n micare a unor volume

considerabile de roci

Criteriul de stabilitate R.Q.D. indic destinaia calitativ a rocilor i se poate stabili

cu relaiile:

100.. 1 =

=

L

l

DRQ

n

i

i (1.8)

n care: li reprezint suma lungimilor carotelor cu o lungime mai mare de 10 cm;L - lungimea total a tronsonului forat; n - numrul de fisuri pe metru cub de rocncadrarea rocilor ntr-o clas de stabilitate se face conform tabelului 1.8.

Tabelul 1.8. - Stabilitatea rocilor n funcie de criteriul R.Q.D.R.Q.D. Gradul de fisurare Calitatea rocii Gradul de stabilitate a rocilor90 - 100 nefisurat foarte bun Foarte stabile75 - 90 Fisurare moderat Bun stabile50 - 75 Fisurat Satisfctoare stabilitate mic-medie25 - 50 puternic fisurat Slab instabile0 - 25 Dezagregat foarte slab Foarte instabile

1.3. Legislaia din domeniu, reglementri tehnice romneti n vigoare privindurmrirea comportrii construciilor

1.3.1. Legislaia de baz din domeniu

Legislaia de baz din domeniu este dat de urmtoarele prevederi legale:1. Legea 10/1995 Legea privind calitatea n construcii.2. Regulament privind asigurarea activitii metrologice n construcii. Hotrrea GuvernuluiRomniei nr.766/1997.3. Regulament privind conducerea i asigurarea calitii n construcii. Hotrrea GuvernuluiRomniei nr.766/1997.4. Regulament privind stabilirea categoriei de importan a construciilor. HotrreaGuvernului Romniei nr.766/1997.5. Regulament de organizare i funcionare a Inspeciei de Stat n construcii, lucrri publice,urbanism i amenajarea teritoriului i a inspeciilor teritoriale din subordinea acesteia.Hotrrea Guvernului Romniei nr.507/1997.

6. Regulament privind urmrirea comportrii n exploatare, interveniile n timp ipostutilizarea construciilor.Hotrrea Guvernului Romniei nr.766/1997.7. Regulament privind controlul de stat al calitii n construcii. Hotrrea GuvernuluiRomniei nr.272/1994.8. Regulament de recepie a lucrrilor de construcii i instalaii aferente acestora. HotrreaGuvernului Romniei nr.273/1994.9. Norme de ntocmire a crii tehnice a construciei. Hotrrea Guvernului Romnieinr.273/1994.10. STAS 10100/075 Principii generale de verificare a siguranei construciilor.11. STAS 274590Regulament privind controlul de stat al calitii n construcii. HotrreaGuvernului Romniei nr.272/1994.

12. PE 43293 Normativ pentru urmrirea comportrii n timp a construciilor CNE.13. PE 73892 Instruciuni tehnice privind executarea studiilor pentru evaluarea hazarduluiseismic n amplasamentul construciilor importante (baraje, centrale nuclearoelectrice).

16


17/23


14. CD 15686 Norme departamentale pentru urmrirea comportrii n timp aconstruciilor specifice industriei miniere.15. Ordinul MLPAT nr. 3l/N din 2.10.1995 cu privire la Instruciunile privind autorizarearesponsabililor cu urmrirea special a construciilor Buletinul Construciilor nr. 4/1996.

1.3.2. Unitatea specializat din domeniu

Unitatea specializat din domeniu este Inspectoratul de Stat n Constructii (I.S.C.)I.S.C. este organismul tehnic specializat desemnat sa exercite, potrivit legii, controlul de statcu privire la respectarea disciplinei in urbanism si a regimului de autorizare a constructiilor,

precum si la aplicarea unitara a prevederilor legale in domeniul calitatii in constructii. (Art.2,Alin.2, Ordonanta 63/30.08.2001). Are in subordine 46 de Servicii de Control Calitate Lucraride Constructii, Birouri Control Disciplina in Urbanism, Birouri Control Proiectare VerificareExpertizare in Constructii, Birouri Supraveghere Piata Produse, coordonate prin 8 structuriteritoriale denumite Inspectorate Teritoriale. Inspectoratul de Stat in Constructii - I.S.C. esteorganismul tehnic specializat desemnat sa exercite, potrivit legii, controlul de stat cu privire larespectarea disciplinei in urbanism si a regimului de autorizare a constructiilor, precum si la

aplicarea unitara a prevederilor legale in domeniul calitatii in constructii.

1.3.3. Principalele reglementri din domeniu, sinteze ale paragrafelor semnificative

a. Legea nr. 8/1977, Legea 8/1977 transformat n Legea 10/1995 privindcalitatea n construcii

Legea nr. 8/1977 aprut dup cutremurul din 4 martie, privind durabilitatea,sigurana n exploatare, funcionabilitatea construciilor stabilea, printre altele, obligativitateaurmririi comportrii construciilor, iar normele metodologice de aplicare a legii i normele

privind cuprinsul i modul de ntocmire, completare i pstrare a crii tehnice a construciilordetaliau cadrul de desfurare al acestei activiti. Astfel, urmrirea comportrii construciilormbrac doua forme organizatorice:

urmrirea curenta a tuturor construciilor din tara, prin grija beneficiarilor acestora,cu mijloace de observare/msurare de uz curent, pe toata durata lor de existenta;

urmrirea speciala a unor construcii selectate pe anumite criterii, n execuia unorspecialiti, cu mijloace tehnice sofisticate, pe durate de timp determinate de atingereaobiectivelor.

Aceste orientri de principiu au fost pstrate n linii mari si n reglementrile de dup

1989: Legea 8/1977 s-a transformat n Legea 10/1995 privind calitatea n construcii, P130-88a devenit P130-99 privind urmrirea comportrii n exploatare a construciilor, iar parteatehnica a construciei a fost redefinita prin "Norme de ntocmire a Crii tehnice aconstruciei" aprobata prin HGR nr. 272/1994; n plus au mai aprut "Instruciuni privindautorizarea responsabililor cu urmrirea speciala a construciilor" introduse prin OrdinulMLPAT nr. 31/N din 2.10.1995.

b.Prevederile CODULUI CONSTRUCIILOR privind urmrireacomportrii n timp a construciilor

CAPITOLUL I, Scopul i sfera de cuprindere a Codului construciilor

Art. 1. - (1) Prezentul cod stabilete cadrul legal unitar pentru amenajarea teritoriului iurbanismul, autorizarea i executarea lucrrilor de construcii, asigurarea calitiiconstruciilor, a materialelor i a produselor pentru construcii, exercitarea controlului de stat

17


18/23


cu privire la respectarea disciplinei n urbanism i a regimului de autorizare a construciilor,precum i aplicarea unitar a prevederilor legale n domeniul calitii n construcii peteritoriul Romniei. De asemenea, autorizeaz Inspectoratul de Stat n Construcii, cainstituie a administraiei publice centrale de specialitate aflat n subordinea GuvernuluiRomniei, s coordoneze elaborarea de norme metodologice, instruciuni i ordine naplicarea prezentului cod.

CAPITOLUL II, Obligaii privind exploatarea construciilorObligaii i rspunderi ale proprietarilor construciilorc) asigurarea urmririi comportrii n timp a construciilor, conform prevederilor din cartea

tehnic i reglementrile tehnice, prin personal autorizat prin dispoziiile prezentului cod;CAPITOLUL III, Urmrirea comportrii n exploatare i interveniile n timp asupraconstruciilorSECIUNEA 1, Dispoziii generale

Art. 278. Obiectul urmririi comportrii n exploatare a construciilor i al interveniilorn timp este evaluarea strii tehnice a construciilor i meninerea aptitudinii la exploatare petoat durata de existen a acestora.

Art. 279. (1) Dispoziiile prezentului capitol referitoare la desfurarea activitilor

privind urmrirea comportrii n exploatare, interveniile n timp i post-utilizareaconstruciilor, se aplic tuturor categoriilor de construcii i este obligatoriu pentru toate

persoanele juridice i persoanele fizice implicate: investitori, proiectani, executani,proprietari, administratori, utilizatori.

Art. 280. - Urmrirea comportrii n exploatare a construciilor i interveniile n timpasupra construciilor reprezint aciuni distincte, complementare, realizate prin grija

proprietarului, astfel:a) urmrirea comportrii n exploatare a construciilor se face n vederea depistrii din timp

a unor degradri care conduc la diminuarea aptitudinii la exploatare;b) interveniile n timp asupra construciilor se fac pentru meninerea sau mbuntirea

aptitudinii la exploatare;SECIUNEA a 2-a, Urmrirea comportrii n exploatare a construciilor

Art. 281. (1) Urmrirea comportrii n exploatare a construciilor cuprinde: urmrirea curent iurmrirea special.

(2) Modalitile de efectuare a urmririi curente sau a urmririi speciale - perioade, metode,caracteristici i parametri urmrii - se stabilesc de ctre proiectant sau expert, n funcie decategoria de importan a construciilor i de alte caracteristici ale acestora i se includ ncartea tehnic a construciilor, care va cuprinde, de asemenea, i rezultatele consemnate aleacestor activiti.

Art. 282. - (1) Urmrirea curent este o activitate sistematic de observare a strii tehnice aconstruciilor, care, corelat cu activitatea de ntreinere, are scopul de a menine aptitudinea la

exploatare a acestora.(2) Urmrirea curent se efectueaz, pe toat durata de existen, asupra tuturorconstruciilor.

Art. 283. - (1) Urmrirea curent se realizeaz prin examinare vizual direct i cu mijloacesimple de msurare, n conformitate cu prevederile din cartea tehnic i din reglementriletehnice specifice, pe categorii de lucrri i de construcii.

(2) Activitile de urmrire curent se efectueaz de ctre personal propriu sau prin contractcu persoane fizice avnd pregtire tehnic n construcii, cel puin de nivel mediu.

Art. 284. - (1) Urmrirea special cuprinde investigaii specifice regulate, periodice, asupraunor parametri ce caracterizeaz construcia sau anumite pri ale ei, stabilii din faza de

proiectare sau n urma unei expertizri tehnice, precum i pentru construcii aflate n

exploatare, cu evoluie periculoas sau care se afl n situaii deosebite din punct de vedere alsiguranei.(2) Urmrirea special se instituie la cererea proprietarului sau a Inspectoratului de Stat n

18


19/23


Construcii.Art. 285. - (1) Urmrirea special se realizeaz, pe o perioad stabilit, pe baza unui proiect

sau a unei proceduri specifice, de ctre personal tehnic de specialitate atestat.(2) Urmrirea special nu conduce la ntreruperea efecturii urmririi curente.

Art. 286. - La constatarea, n cursul activitilor de urmrire curent sau special, a unorsituaii care depesc limitele stabilite sau se consider c pot afecta exploatarea n condiii de

siguran a construciei, proprietarul este obligat s solicite expertizarea tehnic.

c. Prevederile Normativului privind activitatea de urmrire a comportrii ntimp a construciilor care rspunde prevederilor Legii nr. 10/1995 privindcalitatea construciilor i ale regulamentului privind urmrirea comportrii

n exploatare, interveniile n timp i postutilizarea construciilor, aprobatprin HGR nr. 766/1997

Este o component a sistemului calitii n construcii, cuprinznd urmtoareleprevederi importante:1.2.Urmrirea comportrii n timp a construciilor se desfoar pe toat perioada de via a

construciei ncepnd cu execuia ei i este o activitate sistematic de culegere i valorificare(prin urmtoarele modaliti: interpretare, avertizare sau alarmare, prevenirea avariilor etc.) ainformaiilor rezultate din observare i msurtori asupra unor fenomene i mrimi cecaracterizeaz proprietile construciilor n procesul de interaciune cu mediul ambiant itehnologic.Proprietile de comportament, ca i fenomenele i mrimile ce le caracterizeaz,se aleg pentru fiecare construcie n parte, astfel nct cu ajutorul unor criterii de apreciere ial unor condiii de calitate legate de destinaia construciei, s permit aprecierea aptitudinii ei

pentru exploatare, respectiv a realizrii calitilor care o fac s corespund cerinelorproprietarilor i/sau utilizatorilor.1.3. Scopul urmririi comportrii n timp a construciilor este de a obine informaii nvederea asigurrii aptitudinii construciilor pentru o exploatare normal, evaluarea condiiilor

pentru prevenirea incidentelor, accidentelor i avariilor, respectiv diminuarea pagubelormateriale, de pierderi de viei i de degradare a mediului (natural, social, cultural) ct iobinerea de informaii necesare perfecionrii activitii n construcii. Efectuarea aciunilorde urmrire a comportrii n timp a construciilor se execut n vederea satisfacerii

prevederilor privind meninerea cerinelor de rezisten, stabilitate i durabilitate aleconstruciilor ct i ale celorlalte cerine eseniale.

1.4. URMRIREA COMPORTRII N TIMP A CONSTRUCIILOR

1.4.1. Noiuni generale

Sub aciunea forelor de greutate a cldirii, din cauza schimbrii umiditii i temperaturiisolului terenului de fundaie, ct i din alte cauze are loc deplasarea particulelor solului. Ca rezultatterenul de fundaie al construciilor se taseaz (compactarea solului fr schimbarea structurii), seumfl, se aeaz (coborrea straturilor de sol n locurile goale ale rocilor) i se deplaseaz ndirecia orizontal (alunecarea). Corespunztor au loc deplasri ale fundaiilor i prilor terestreale cldirilor.

Deplasrile construciilor pot fi n plan i pe altitudine. Deplasrile construciilor pealtitudine se numesc tasri, iar n plan alunecri. Dac deplasrile diferitor puncte aleconstruciilor sunt egale dup mrime i direcie, ele se numesc uniforme, n caz contrarneuniforme. Deplasrile neuniforme ale punctelor duc la schimbarea formei i dimensiunilor

construciei, deci la deformarea lor. Experiena a artat, c toate cldirile i construciile suntsupuse deplasrilor i deformrilor. Provoac deformaii i sarcinile variabile, ce acioneazasupra, construciilor. De exemplu, sarcinile provocate de vnt, de radiaia solar, de vibraia

19


20/23


utilajului n timpul funcionrii lui, solicitrile seismice.n scopul prentmpinrii la timp a accidentelor i studierii mai detailate a cauzelor calitii

nesatisfctoare a construciilor, se efectueaz observaii sistematice asupra deformaiilor ideplasrilor construciilor. Pentru atingerea acestui scop n structurile construciilor se amplaseazaparate i instalaii speciale pentru nregistrarea tensiunilor i deplasrilor reciproce ale punctelorconstruciilor.

1.4.2. Clasificarea deplasrilor i deformiilor construciilor

Deplasarea reprezint schimbarea poziiei unui punct al construciei supus solicitrilor.Deformaia reprezint schimbarea distanei relative dintre punctele construciei supussolicitrilor. Msurarea deplasrilor i deformaiilor construciilor poate avea un caracter relativsau un caracter absolut. Caracterul relativ al msurtorilor corespunde situaiei cnd se msoarapropierea sau deprtarea a dou sau mai multe puncte ale construciei supus observaiei.Caracterul absolut al msurtorilor corespunde situaiei cnd deplasrile punctelor construciei semsoar n raport cu o serie de repere fixe, amplasate n afara zonei de influen a deformaiilorconstruciei i terenului de fundare, formnd aa numitul sistem general de referin. O construcie

supus unui regim de solicitare determinat de condiiile sale funcionale, poate suferi deplasri ideformaii liniare, unghiulare i specifice.

a. Deplasrile i deformaiile liniare

Tasrile deplasrile pe vertical n jos ale fundaiilor i al terenului de fundaie alconstruciei. Tasrile pot fi uniforme sau neuniforme cnd punctele fundaieiconstruciei se deplaseaz cu valori diferite. Aceast categorie de deformaii nusunt nsoite de o modificare radical a structurii terenului.

Lsrile de teren aceste deformaii au caracter de prbuire i sunt provocate de

modificarea radical a structurii terenului. Bombrile sau ridicrile care reprezint deplasri pe vertical n sus ale fundaiilorconstruciilor sau ale fundului gropii spate pentru fundaia unei construcii, caurmare a modificrii echilibrului presiunilor n structura terenului de fundare;

Sgeile unor elemente de construcii ca: grinzi, stlpi,plci, supuse unor ncrcriverticale sau orizontale care provoac ncovoierea acestora, axa median a

pieselor respective ndeprtndu-se n zona central fa de poziia iniial cu ovaloare maxim denumit sgeat;

nclinrile se datoresc tasrilor inegale fr violarea integritii construciilor i aelementelor geometrice componente ale acestora. n practic se cunoate onclinare a construciei i o nclinare a fundaiei. nclinarea construciei se

caracterizeaz prin deviaia axului ei de la linia vertical i se exprim prinvaloarea liniar, unghiular sau relativ. nclinarea fundaiei reprezint deviaiasuprafeei plane a tlpii acesteia de la orizont i se exprim printr-o mrime liniarsau relativ.

Denivelrile construciilor msurate prin diferenele maxime ale tasrilorneuniforme a cte dou reazime vecine raportate la distana dintre ele.

Crpturile i fisurile care reprezint rupturi n plane sau n pri separate aleconstruciei, ca urmare a tasrilor neuniforme i apariiei tensiunilor suplimentare;

Deplasrile pe orizontal ale unor elemente ale construciei sau n ansamblul ei,datorit cel mai adesea unor fore orizontale (mpingerea pmntului, mpingerea

apei) sau modificrii echilibrului terenului de fundare a construciei. Uneori semsoar deplasrile pe orizontal a unor zone de teren n cadrul urmririistabilitii unor lucrri de terasamente.

20


21/23


Deformaia cea mai frecvent a construciilor este tasarea. Tasarea uniform nu influeneaz asupra stabilitii i rigiditii construciilor, dar

atunci cnd aceste valori sunt importante adic depesc tasarea final total, calculat laproiectarea sau tasarea la un anumit timp, pot s provoace complicaii la exploatareaconstruciei i s contribuie la apariia altor deformaii. De exemplu n cazul cnd podeaua

prii subterane a construciei coboar sub nivelul apelor subterane, iar lucrrile de

hidroizolare nu au fost prevzute iniial la execuia obiectului, sau au fost deteriorate subefectul tasrii, se produce inundarea prii de la subsol a construciei.

Tasrile neuniforme sunt mai periculoase dect cele uniforme i au repercursiuniimportante asupra integritii i stabilitii construciei.

b. Deplasrile i deformaiile unghiulare

Sunt rotirile elementelor de fundaie ale construciilor (radiere, blocuri de fundaie etc),datorit aciunii solicitrilor i modificrii echilibrului terenului de fundare. Aceste rotiri pot avealoc n plan orizontal (rsuciri ale construciei) sau n plan vertical (nclinri ale construciei).Determinarea mrimii acestor rotiri se face cu instrumente, aparate i dispozitive avnd o preciziecorespunztoare amplitudinii probabile ale acestora i pot da dou categorii de date;

Mrimi liniare al cror raport permite determinarea tangenteiunghiului de rotire;

Mrimi unghiulare care exprim unghiul de rotire al elementuluide construcie observat.

c. Deformaiile specifice

Deformaiile specifice sunt alungirile sau scurtrile unui element de construcie (pies debeton armat, armturi dintr-o pies de beton armat, bar metalic etc) sub efectul tensionrii sau

comprimrii elementului respectiv; folosind relaia dintre efortul unitar care acioneaz asuprapiesei i deformaia specific rezultat, exprimat n cazul strii de eforturi maximale prin legealui Heeke n domeniul elastic de lucru al materialului, se poate aprecia starea de eforturi existentn elementul de construcie.

1.4.3. Urmrirea curent a comportrii construciilor

Urmrirea curent este o activitate de urmrire a comportrii construciilor care constdin observarea i nregistrarea unor aspecte, fenomene i parametri ce pot semnala modificriale capacitii construciei de a ndeplini cerinele de rezisten, stabilitate i durabilitatestabilite prin proiecte.

Urmrirea curent a construciilor se aplic tuturor construciilor de orice categorie sauclas de importan i form de proprietate de pe teritoriul Romniei, cu excepia cldirilor

pentru locuine cu parter i parter plus un etaj i anexele gospodreti situate n mediul rural in satele ceaparin oraelor, precum i construciilor provizorii (Legea nr. 10/1995, art.2, par.2)i are uncaracter permanent, durata ei coincide cu durata de existen fizic a construcieirespective.

Urmrirea curent a comportrii construciilor se efectueaz prin examinare vizualdirect i dac este cazul cu mijloace de msurare de uz curent permanent sau temporare.

Urmrirea curent a comportrii construciilor se efectueaz n conformitate cuinstruciunile de urmrire curent a construciilor prevzute n proiectele de execuie.

Instruciunile de urmrire curent a comportrii vor cuprinde, n mod

obligatoriu, urmtoarele :a. fenomene urmrite prin observaii vizuale sau cu dispozitive simple de msurare;

b. zonele de observaie i punctele de msurare;

21


22/23


c. amenajrile necesare pentru dispozitivele de msurare sau observaii (nie, scri de acces,balustrade, platforme etc);d. programul de msurtori, prelucrri, interpretri, inclusiv cazurile n care observaiile saumsurrile se fac n afara periodicitii stabilite;e. modul de nregistrare i pstrare a datelor (ex. fie, dischete de calculator etc);f. modul de prelucrare primar;

g. modaliti de transmitere a datelor pentru interpretarea i luarea de decizii;h. responsabilitatea lurii de decizii de intervenie;i. procedura de atenionare i alarmare a populaiei susceptibil de alertat n cazul constatrii

posibilitii sau iminenei producerii unei avarii.Urmrirea curent se va efectua la intervale de timp prevzute prin instruciunile de

urmrire curent, dar nu mai rar de o dat pe an i n mod obligatoriu dup producerea deevenimente deosebite (seism, inundaii, incendii, explozii, alunecri de teren etc.).

n cadrul urmririi curente a construciilor, la apariia unor deteriorri ce se considerc pot afecta rezistena, stabilitatea i durabilitatea construciei proprietarul sau utilizatorul vacomanda o inspectare extins asupra construciei respective urmat dac este cazul de oexpertiz tehnic.

1.4.4. Urmrirea special a comportrii construciilor

Urmrirea special este o activitate de urmrire a comportrii construciilor careconst dinmsurarea, nregistrarea, prelucrarea i interpretarea sistematic a valorilor

parametrilor ce definesc msura n care construciile i menin cerinele de rezisten,stabilitate i durabilitate stabilite prin proiecte. Urmrirea special a comportrii construciilorse instituie la:a) construcii noi de importan deosebit sau excepional stabilit prin proiect;

b) construcii n exploatare cu evoluie periculoas, recomandat de rezultatele unei expertizetehnice sau a unei inspectri extinse;c) cererea proprietarului, a Inspeciei de Stat n Construcii, Lucrri Publice, Urbanism iAmenajarea Teritoriului sau a organismelor recunoscute de acesta pe domenii de specialitate.n momentul instituirii urmririi speciale a comportrii construciilor aceasta va ngloba iurmrirea curent.

Urmrirea special a comportrii construciilor se efectueaz cu mijloace de observarei msurare complexe i specializate, adaptate obiectivelor specifice ale fiecrui caz n parte iinnd seama de prevederile reglementrilor tehnice n vigoare, standarde, normative,instruciuni tehnice, ghiduri tehnice). Urmrirea special a comportrii construciilor poate fide scurt durat sau de lung durat.

Obiectivele urmririi speciale a comportrii construciilor sunt:

a) asigurarea siguranei i durabilitii construciei, prin depistarea la timp a fenomenelorpericuloase i a zonelor unde apar;b) supravegherea evoluiei unor fenomene previzibile, cu posibile efecte nefavorabile asupraaptitudinii n exploatare;c) semnalarea operativ a atingerii criteriilor de avertizare sau a valorilor limit date deaparatura de msur i control;d) verificarea eficienei tuturor msurilor de intervenie aplicate;e) verificarea impactului construciei asupra mediului nconjurtor;f) asigurarea unui volum mare de date sigure i prelucrabile statistic (banc de date) necesar

pentru: stabilirea intervalelor valorilor corespunztoare unei exploatri normale i sigure, ntoate situaiile prin care trece construcia, n decursul vieii sale, att din punct de

vedere al solicitrilor ct i al influenei mediului.Urmrirea special se efectueaz pe baza unui proiect de urmrire special careva cuprinde urmtoarele:

22


23/23


a) denumirea i amplasarea obiectului de construcie;b) motivele instituirii urmririi speciale;c) descrierea lucrrii pe scurt (tip de construcie, caracteristici generale ale structurii,materiale folosite, dimensiuni, caracteristici ale condiiilor de fundaie i ale mediului etc);d) obiectivele urmririi speciale (proprieti), fenomene, mrimi, criterii de apreciere, condiiide calitate, limite de atenionare, avertizare i alarmare etc);

e) metode de msurare/determinare i aparatura necesar;f) stabilirea concret a punctelor de msur, respectiv locul de montaj al aparatelor, plan deamplasare cu cotele de montaj;g) condiii de recepie, verificare, depozitare a aparaturii;h) stabilirea modului de arhivare a datelor (tabele tip, programe calculator etc.) acordndusemare importan pstrrii i accesibilitii datelor;i) indicarea modului de prelucrare primar i de comparare cu valori prestabile (normale, deatenie, avertizare, alarmare) ct i responsabilitile n luarea de decizii n aceste cazuri;

j) programul msurrilor, corelat cu fazele de execuie sau exploatare, ct i msurilerecomandate, la apariia unor evenimente legate de factori de risc; grafice de ealonare aoperaiilor de montaj al aparatelor, corelat cu graficul general de execuie al construciei.

Capitolul 1 Cadrul General

Documents

Transcript of Capitolul 1 Cadrul General