Geo m. of. 0597bis

7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

1/92

P A R T E A ILEGI, DECRETE, HOTRRI I ALTE ACTEAnul 182 (XXVI) Nr. 597 bis Luni, 11 august 2014

S U M A R

Pagina

Anexa la Ordinul viceprim-ministrului, ministrul dezvoltriiregionale i administraiei publice, nr. 995/2014 pentruaprobarea reglementrii tehnice Normativ privindproiectarea geotehnic a lucrrilor de epuizmente,indicativ NP 134-2014 ................................................ 360

Anexa la Ordinul viceprim-ministrului, ministrul dezvoltriiregionale i administraiei publice, nr. 1.330/2014pentru aprobarea reglementrii tehnice Normativprivind documentaiile geotehnice pentru construcii,indicativ NP 074-2014 ................................................ 6289

7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

2/92

MONITORUL OFICIAL AL ROMNIEI, PARTEA I, Nr. 597 bis/11.VIII.20142

A C T E A L E O R G A N E L O R D E S P E C I A L I T A T EA L E A D M I N I S T R A I E I P U B L I C E C E N T R A L E

MINISTERUL DEZVOLTRII REGIONALE I ADMINISTRAIEI PUBLICE

O R D I Npentru aprobarea reglementrii tehnice Normativ privind proiectarea geotehnic

a lucrrilor de epuizmente, indicativ NP 134-2014*)

n conformitate cu prevederile art. 10 i art. 38 alin. 2 din Legea nr. 10/1995 privind calitatea n construcii, cu modificrileulterioare, ale art. 2 alin. (3) i (4) din Regulamentul privind tipurile de reglementri tehnice i de cheltuieli aferente activitii dereglementare n construcii, urbanism, amenajarea teritoriului i habitat, aprobat prin Hotrrea Guvernului nr. 203/2003, cumodificrile i completrile ulterioare,

avnd n vedere Procesul-verbal de avizare nr. 32/2013 al Comitetului tehnic de specialitate nr. 6 Inginerie geotehnic iundaii i Procesul-verbal de avizare nr. 1/2014 al Comitetului tehnic de coordonare general,

n temeiul art. 4 pct. II lit. e) i al art. 12 alin. (7) din Hotrrea Guvernului nr. 1/2013 privind organizarea i funcionareaMinisterului Dezvoltrii Regionale i Administraiei Publice, cu modificrile ulterioare,

viceprim-ministrul, ministrul dezvoltrii regionale i administraiei publice, emite prezentul ordin.

Art. 1. Se aprob reglementarea tehnic Normativ privind

proiectarea geotehnic a lucrrilor de epuizmente, indicativ NP134-2014, prevzut n anexa care face parte integrant dinprezentul ordin.

Art. 2. Prezentul ordin1 se public n Monitorul Oficial al

Romniei, Partea I, i intr n vigoare la 30 de zile de la data

publicrii.

p. Viceprim-ministru, ministrul dezvoltrii regionale i administraiei publice,Shhaideh Sevil,secretar de stat

Bucureti, 24 iunie 2014.Nr. 995.

*) Ordinul nr. 995/2014 a fost publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I, nr. 597 din 11 august 2014 i este reprodus i n acest numr bis.1 Ordinul i anexa se public i n Buletinul Construciilor, editat de Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare n Construcii, Urbanism i Dezvoltare

Teritorial Durabil URBAN INCERC.

7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

3/92

Anex

NORMATIV PRIVIND PROIECTAREA GEOTEHNIC ALUCRRILOR DE EPUIZMENTE

Indicativ NP 134 - 2014

MONITORUL OFICIAL AL ROMNIEI, PARTEA I, Nr. 597 bis/11.VIII.2014 3

7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

4/92

Pagina 2 / 58

CUPRINS

CAPITOLUL 1. OBIECT I DOMENIU DE APLICARE1.1. Generaliti

1.1.1. Obiect1.1.2. Domeniu de aplicare

1.2. Definiii1.2.1. Epuizment1.2.2. Drenaj

1.3. Termeni de referin1.3.1. Model hidrogeologic1.3.2. Acvifer

1.4. Lista de simboluri1.5. Documente de referin

1.5.1. Standarde

1.5.2. Reglementri tehniceCAPITOLUL 2. PARAMETRII HIDROGEOLOGICI UTILIZAI N CALCULELE DEDIMENSIONARE A SISTEMELOR DE EPUIZMENTE2.1 Parametrii hidrogeologici

2.1.1. Coeficient de permeabilitate k2.1.2. Porozitate n2.1.3. Coeficient de cedareKc2.1.4. Coeficient de reinereKr2.1.5. Transmisivitate T2.1.6. Gradient critic de antrenare hidrodinamic icr2.1.7. Absorbia de ap q

2.2. Execuia forajelor de investigaii hidrogeologice. Instalaii de foraj2.3. Pregtirea i testarea forajelor de epuizment2.4 Clasificarea forajelor hidrogeologice dup gradul i dup modul de deschidere a stratuluiacvifer2.5. Scheme i formule uzuale pentru determinarea coeficientului de permeabilitate prin

pompare din foraje2.5.1. Foraj perfect n strat acvifer cu nivel liber2.5.2. Foraj imperfect n strat acvifer cu nivel liber2.5.3. Foraj perfect n strat acvifer sub presiune2.5.4. Foraj perfect n strat acvifer mixt2.5.5. Foraj imperfect n strat acvifer sub presiune, infiltraii numai prin peretele forajului

2.6 Raza de influen a forajelor hidrogeologice2.7 Metode expeditive pentru evaluarea permeabilitii in situ

2.7.1. Scheme de calcul propuse de Hvorslev2.7.2. Metoda Lefranc

2.8 Determinarea coeficientului de permeabilitate n laborator2.9 Calculul coeficientului mediu de permeabilitate n terenuri stratificate2.10. Saltul de nivel n foraje

2.10.1. Foraj perfect n strat acvifer sub presiune2.10.2. Foraj perfect n strat acvifer cu nivel liber2.10.3. Foraj imperfect dup gradul i dup modul de deschidere. Pompare n regim

permanent

4 MONITORUL OFICIAL AL ROMNIEI, PARTEA I, Nr. 597 bis/11.VIII.2014

7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

5/92

Pagina 3 / 58

2.11. Viteza de admisie a apei n gaura de foraj i debitul critic de epuizment2.11.1. Relaia lui Sichardt2.11.2. Relaia lui Truelsen

2.12. Denivelarea critic a apei n forajul de epuizment2.13. Evaluarea riscului de antrenare hidrodinamic a nisipului

2.14. Formele de manifestare a procesului de antrenare hidrodinamic a nisipurilor2.14.1. Sufozie2.14.2. Eroziune intern2.14.3. Afuiere2.14.4. Ruperea hidraulic i refularea nisipului2.14.5. Lichefiere

CAPITOLUL 3. PRINCIPII GENERALE DE PROIECTARE A UNUI SISTEM DEEPUIZMENTE3.1. Alegerea metodei de epuizment n funcie de granulozitatea i permeabilitatea

pmntului din stratul acvifer3.2. Descrierea metodelor de epuizment

3.2.1. Epuizment direct din excavaii3.2.2. Epuizment prin foraje amplasate pe conturul excavaiei3.2.3. Epuizment cu instalaii de filtre aciculare3.2.4. Epuizment prin sifonare3.2.5. Epuizment prin foraje autodescrctoare, cu drenare descendent sau ascendent3.2.6. Epuizment prin grupuri de foraje care lucreaz n interferen

CAPITOLUL 4. MONITORIZAREA LUCRRILOR DE EPUIZMENTECAPITOLUL 5. DEZAFECTAREA ECHIPAMENTELOR DE EPUIZMENTCAPITOLUL 6. CONINUTUL CADRU AL PROIECTULUI DE EPUIZMENT6.1. Memoriul tehnic6.2. Breviar de calcul6.3. Caiet de sarcini6.4. Estimarea necesarului de utilaje i materiale

Anexa A: EXEMPLU DE CALCUL PENTRU UN PROIECT DE EPUIZMENTA.1 Date de proiectareA.2 Rezolvare


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

6/92

Pagina 4 / 58

CAPITOLUL 1. OBIECT I DOMENIU DE APLICARE

1.1. Generaliti

1.1.1. Obiect

(1) Prezentul normativ definete cerinele i principiile privind proiectarea geotehnic alucrrilor de epuizment i conine prevederi referitoare la monitorizarea acestora.

1.1.2. Domeniu de aplicare(1) Prezentul normativ se aplic la realizarea lucrrilor de epuizment amplasate n masive de

pmnt.

(2) Normativul reprezint o component de baz a proiectrii geotehnice i se aplic nstrns corelare cu reglementrile tehnice, n vigoare, din domeniu, precum i cu standardelede proiectare SR EN 1997-1 i SR EN 1997-2.

(3) Ca regul general, pentru fiecare amplasament se elaboreaz proiectul de epuizment pebaza studiilor elaborate n conformitate cu prevederile din reglementrile tehnice privinddocumentaiile geotehnice pentru construcii, n vigoare.

(4) Un proiect de epuizment trebuie s conin i soluii de rezerv care s permit aplicareaunor corecii sistemului de pompare chiar n timpul funcionrii acestuia (cretereadenivelrilor de pompare, suplimentarea numrului de foraje de epuizment .a.) n cazul ncare nu pot fi atini parametrii de exploatare calculai.

(5) Soluiile tehnice adoptate pentru realizarea epuizmentelor trebuie s satisfac cerinele deeficacitate tehnic i eficien economic, iar pentru situaii deosebite se vor utiliza modelri

matematice, simulri hidraulice i altele de aceast natur.

(6) Normativul se adreseaz investitorilor, proiectanilor, executanilor de lucrri,specialitilor cu activitate n domeniul construciilor atestai /autorizai n condiiile legii,

precum i organismelor de verificare i control (verificarea i/sau expertizarea proiectelor,verificarea, controlul i/sau expertizarea lucrrilor).

1.2. Definiiin prezentul normativ se utilizeaz urmtoarele definiii:

1.2.1 Epuizment

(1) Prin epuizment se nelege ansamblul lucrrilor care se execut n amplasamentulconstruciilor cu fundare direct, sub nivelul pnzei freatice ori sub nivelul piezometric,

pentru a face posibil executarea n siguran a excavaiilor i a elementelor de fundare.

(2) n cazul n care, sub cota de fundare, exist un acvifer captiv, sub presiune, care pune npericol stabilitatea vetrei gropii excavate, epuizmentul trebuie extins i la acest acvifer pncnd subpresiunea pe vatr scade sub sarcina geologic diminuat prin excavare.

(3) n funcie de condiiile hidrogeologice specifice amplasamentului, lucrrile de epuizmentse pot realiza sub diverse forme:

- evacuarea direct a apei din groapa excavat;- filtre aciculare cu sau fr vacuum;- electroosmoz;


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

7/92

Pagina 5 / 58

- reele de foraje echipate cu filtre, pompe de aspiraie sau pompe submersibile dediverse tipuri;- instalaii de extragere i evacuare a apei prin sifonare;- foraje autodescrctoare cu evacuare descendent sau ascendent .a.

(4) Durata necesar de funcionare a unui sistem de epuizment ncepe din faza premergtoaredeschiderii excavaiilor i se ncheie dup realizarea integral a excavaiilor i etanareafundaiei. n situaii speciale, epuizmentul se poate prelungi i dup finalizarea lucrrilor defundare a construciilor.

(5) Dac nu se impun msuri speciale de meninere a nivelurilor apelor subterane la cotecoborte n perioada post-execuie, echipamentele de epuizment se dezafecteaz i nivelurileapelor subterane pot reveni la cotele iniiale.

1.2.2 Drenaj(1) Drenajul reprezint cea mai utilizat metod de captare i evacuare gravitaional a apei

subterane. O form special de drenaj este drenajul ntreinut prin sifonare. Metoda poate fiaplicat atunci cnd nlimea maxim de aspiraie nu depete cca. 7.00 m.

(2) Drenajul liber descendent sau ascendent, prin foraje autodescrctoare, reprezint deasemenea o soluie frecvent utilizat, dac condiiile hidrogeologice din amplasament suntfavorabile.

1.3. Termeni de referinn prezentul normativ se utilizeaz urmtorii termeni de referin:

1.3.1 Model hidrogeologic

Acesta reprezint forma de exprimare grafic, bi sau tridimensional, i descriptiv, din punctde vedere litofacial, structural i parametric, a masivului de pmnt n care se includacviferele care interfereaz cu lucrrile de epuizment.

1.3.2 AcviferAcviferul se refer la volumul de pmnt, de form stratiform, lenticular sau masiv, ncare este cantonat apa subteran. Acviferul este delimitat, cel puin n baz, de un stratimpermeabil (culcu).

Principalele tipuri de structuri acvifere sunt prezentate nfigurile 1.1, 1.2i tabelul 1.1.

Fig.1.1: Schema clasificrii straturilor acvifere


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

8/92

Pagina 6 / 58

Fig.1.2: Nivelul apei subterane n raport cu suprafaa terenului

Tabelul 1.1: Tipuri de acvifere separate n funcie de modul de nchidere a structurii i de nivelulapelor subterane

Tipul de acvifer Caracteristici

Acviferfreatic

Delimitat de strat impermeabil numai nculcu. n partea superioar acviferul este nlegtur direct cu atmosfera

Cu nivel liber.Nivelul hidrostaticNheste situat ninteriorul stratului acvifer

Acvifercaptiv

Delimitat de straturi impermeabile n culcu in acoperi

Sub presiune.Nivelul piezometricNpal apei subteraneeste situat ncomplexul de straturideasupraacoperiului stratuluiacvifer

Cu nivelascensional.

Nivelul

piezometric se aflsub cota terenului.Cu nivel artezian.

Nivelulpiezometric se afldeasupra coteiterenului.

1.4. Lista de simbolurin prezentul normativ se utilizeaz urmtoarele simboluri:at - atmosfer (bar) unitate de msur a presiunii

A - suprafa; coeficient n relaia Allen-HazenC - coeficient de form

D - distanDf - diametrul coloanei filtruluid - diametru, distand10 - diametrul granulelor din stratul de nisip, corespunztor coninutului de 10%df - diametrul granulelor de nisip din coroana filtrului

f - factorul filtruluiF - factor de formGf - grosimea coroanei filtrante

H, h - nlimea coloanei de ap ntr-un strat acvifer

Ha - nlimea coloanei de ap n zona activ a unui foraj ntr-un strat acvifer cunivel liber


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

9/92

Pagina 7 / 58

h0 - nlimea coloanei de ap n forajhf - lungimea filtrului

h- saltul de nivel (lungimea zonei de prelingere) n foraje executate n acvifere cunivel liber

i - gradient hidraulic

icr - gradient hidraulic criticID - grad de ndesare a nisipuluik - coeficient de permeabilitate

L, l - lungime (uzual); lungimea filtruluiM - grosimea unui strat acvifer captivMa - mrimea zonei active n strat acvifer captiv, sub presiunen - porozitatea total; numr de ordinene - porozitatea efectiv

N - unitate de for (Newton)Nh - nivel hidrostaticNp - nivel piezometricNd - nivel dinamicp - presiuneq - debit specific; absorbie specific de apQ - debit; absorbie de ap (litri)

R, R0 - raza de influen a unui foraj de pompareRp - rezistena de penetrare dinamicro - raza gurii de forajr - distana de la axa unui foraj la un piezometru sau alt forajSr - gradul de umiditateS, S0, .. Sn - denivelri ale apei ntr-un foraj

S - saltul de nivel n foraje executate n acvifere sub presiune; variaie de nivelntre dou denivelriT - transmisivitate; timpTu - distana dintre nivelul dinamic din foraj i culcuul stratului acvifert - temperatur n scara Celsius; timp; adncime de ncastrare a unei palplaneU, Un,Uf - grad de neuniformitate granulometricu.L. - unitate Lugeon de absorbie a apei ntr-un foraj (1 uL 1,5 10-5cm/s)va - vitez admisibilV - volumVwc - volumul de ap cedatVwr - volumul de ap reinut

x - distana de la axa forajului de turnare i piezometru - unghi de nclinare - greutate specific; greutate volumics - greutate specific a scheletului mineralw - greutate specific a apei - rezistena hidraulic

- raza echivalent a unui grup de foraje - coeficient de form - corecia de temperatur - diametrul unui tub - unghi de frecare interioar.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

10/92

Pagina 8 / 58

1.5. Documente de referin

StandardeNr.crt. Indicativ Denumire

1. STAS 1913/5-85 Teren de fundare. Determinarea granulozitii2. STAS 1913/6-76 Teren de fundare. Determinarea permeabilitii n laborator3. STAS 1913/16-75 Teren de fundare. Determinarea gradientului hidraulic critic4. SR EN 1536:2004 Execuia lucrrilor speciale. Piloi forai5. SR EN 1538:2002 Execuia lucrrilor speciale. Perei mulai

6. STAS 2745-90Teren de fundare. Urmrirea tasrilor construciilor prinmetode topografice

7. SR EN 1997-1:2004 Eurocod 7: Proiectarea geotehnic. Partea 1: Reguli generale

8.SR EN 1997-1:2004/AC:2009

Eurocod 7: Proiectarea geotehnic. Partea 1: Reguli generale

9. SR EN 1997-1:2004/NB2007 Eurocod 7: Proiectarea geotehnic. Partea 1: Reguli generaleAnexa naional

10. SR EN 1997-2:2007Proiectarea geotehnic. Partea 2: Investigarea i ncercareaterenului

11.SR EN 1997-2:2007/NB:2009

Proiectarea geotehnic. Partea 2: Investigarea i ncercareaterenului. Anexa naional

12.SR EN 1997-2:2007/AC:2010

Proiectarea geotehnic. Partea 2: Investigarea i ncercareaterenului

13. SR EN 12063:2003 Execuia lucrrilor geotehnice speciale. Perei din palplane

14.SR EN ISO 14688-1:2004

Cercetri i ncercri geotehnice. Identificarea i clasificareapmnturilor. Partea 1: Identificare i descriere

15. SR EN ISO 14688-1:2004/AC:2006

Cercetri i ncercri geotehnice. Identificarea i clasificareapmnturilor. Partea 1: Identificare i descriere

16.SR EN ISO 14688-2:2005

Cercetri i ncercri geotehnice. Identificarea i clasificareapmnturilor. Partea 2: Principii pentru o clasificare

17.SR EN ISO 14688-2:2005/C91:2007

Cercetri i ncercri geotehnice. Identificarea i clasificareapmnturilor. Partea 2: Principii pentru o clasificare


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

11/92

Pagina 9 / 58

CAPITOLUL 2. PARAMETRII HIDROGEOLOGICI UTILIZAI NCALCULELE DE DIMENSIONARE A SISTEMELOR DEEPUIZMENTE

2.1 Parametrii hidrogeologici

2.1.1 Permeabilitate k(1) Permeabilitatea reprezint proprietatea unui mediu poros de a fi traversat de ctre un fluidsub influena unui gradient hidraulic i se exprim prin coeficientul de permeabilitatek.

(2) Pentru un mediu poros, coeficientul de permeabilitate reprezint volumul Vde ap libercare strbate n intervalul de timp t , dup o direcie normal, seciunea A, a curentului deap sub un gradient hidraulic i:

T

L

Ait

Vk

1 (2.1)

Coeficientul de permeabilitate are dimensiunile unei viteze i n mod curent se exprim ncm/s, m/ssau n m/zi.

2.1.2 Porozitate n(1) Porozitatea total se noteaz cu simbolul ni reprezint raportul dintre volumul total Vpalgolurilor i volumul total al probei de pmnt analizat. Porozitatea total se exprim n

procente din volumul total al probei de pmnt:

%100V

Vn

p (2.2)

(2) Porozitatea remanent, denumit porozitate efectiv (ne), reprezint suma golurilor carecomunic ntre ele i prin care apa liber poate circula, raportat la volumul iniial Val probeide pmnt:

nV

VVn

pip

e

%100 (2.3)

n care Vpireprezint volumul porilor nchii.

2.1.3 Coeficient de cedare KcAcest coeficient reprezint raportul dintre volumul de ap Vwccedat gravitaional de ctre unvolum unitar Vde pmnt saturat, la o scdere unitar a sarcinii hidraulice, i volumul total al

probei analizate:

%100V

VK wcc (2.4)

2.1.4 Coeficient de reinere KrCoeficientul de reinere se definete ca raportul dintre volumul de ap Vwr reinut descheletul mineral dup drenarea liber a apei i volumul total Val pmntului analizat:

%100V

VK wrr (2.5)

Pentru pmnturile saturate (Sr=1) suma volumului de ap cedat gravitaional i volumul deap reinut de ctre scheletul mineral este egal cu volumul total al golurilor dintre granulele


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

12/92

Pagina 10 / 58

minerale care comunic ntre ele. n cazul pmnturilor saturate, suma coeficienilor decedare i de reinere reprezint coeficientul de porozitate total:

%100 nV

VVKK wrwcrc

(2.6)

2.1.5 Transmisivitate TAcest parametru semnific potenialul acviferului de a ceda sau nmagazina ap i secalculeaz cu relaia:

zimMkT /2 (2.7)

n care k este coeficientul de permeabilitate iar M este grosimea stratului permeabil carecedeaz sau nmagazineaz ap. Se msoar n m2/zii servete la estimarea debitelor ce potfi pompate din forajele de epuizment, care traverseaz stratul acvifer.

2.1.6 Gradient critic de antrenare hidrodinamic icr(1) Gradientul hidraulic la care ncepe procesul de dislocare i evacuare a particulelor fine din

pmnturile granulare necoezive reprezint gradientul critic de antrenare hidrodinamic icr.Se determin conform STAS 1913/16.

(2) Procesul de antrenare hidrodinamic evolueaz progresiv: ncepe cu sufozia i continu cueroziunea hidraulic, pn la prbuirea structurii mediului permeabil (astfel cum suntdefinite la pct.2.14).

2.1.7 Absorbie de ap q(1) Reprezint msura permeabilitii i se determin prin injecii de ap efectuate sub

presiune, pe tronsoane din gaura forajului. Se calculeaz cu relaia:

atm

litri

ptl

Qq

min (2.8)

(2) Unitatea de msur a absorbiei de ap, q, este Lugeonul (u.L.).

(3) O unitate Lugeon (u.L.) reprezint cantitatea de ap Q=1 litru, absorbit pe un tronson culungimea 1l mdin gaura forajului cu = 50-70mm n timp de un minutsub presiunea deinjectarep= 10 at(100m coloan de ap).

(4) Unei uniti Lugeon i corespunde un coeficient de permeabilitate:

scmk /105.15

(2.9)

2.2. Execuia forajelor de investigaii hidrogeologice. Instalaii de foraj(1) n practica de antier se poate utiliza o gama larg de instalaii i echipamente pentruexecutarea gurilor de foraj, cu condiia ca acestea s ndeplineasc parametrii de

performan caracteristici acestor tipuri de lucrri.

(2) nfigurile 2.1, 2.2i 2.3se prezint cteva exemple de instalaii cu circuit hidraulic carese folosesc frecvent pentru executarea forajelor de epuizment.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

13/92

Pagina 11 / 58

Fig. 2.1: Foraj cu circulaie direct, prin pompare Fig. 2.2: Foraj cu circulaie invers,prin aspiraie

Fig. 2.3: Foraj cu circulaie invers, cu aer lift

(3) Pentru investigaii hidrogeologice, de regul, se folosete apa ca fluid de foraj, utilizndprocedeul cu tubare concomitent cu forarea pentru a menine stabilitatea nisipului purttor de

ap. n practica de antier, ns, de cele mai multe ori forajele de pompare se execut cu noroide foraj.

(4) Dup executarea gurii de foraj se introduce coloana de tubaj pn n talpa acestuia i seevacueaz noroiul din interiorul coloanei prin splare cu jet de ap. n continuare, ninteriorul coloanei de tubaj se introduce coloana de filtre, prevzut cu centrori, i pietriulmrgritar pentru a realiza un filtru invers ntre stratul acvifer i coloana filtrant.

(5) n cazul n care programul de investigaii prevede testarea mai multor acvifere n acelaiforaj (figura 2.4), execuia forajului se va face ncepnd de la suprafa, cu diametrul cel maimare, pn va fi traversat primul acvifer, dup care gaura forat va fi tubat cu coloan

metalic. Continuarea forajului se va face prin interiorul coloanei care nchide primul acvifer,gaura forat va fi tubat pentru nchiderea celui de al doilea strat acvifer .a.m.d.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

14/92

Pagina 12 / 58

2.3. Pregtirea i testarea forajelor de epuizment(1) Dac programul de investigaii prevede testarea individual a straturilor acvifere, estenecesar nchiderea fiecrui strat cu coloan plin, conformfigurii 2.4:

Fig. 2.4: Schema de tubare a unei guride foraj. I, II, III straturi acvifere;

Npnivel piezometric

1

23

4

2

31

Fig. 2.5: Schema echiprii unei guri de foraj cucoloan filtru i coroan din material filtrant:1 - coloan filtru; 2 coroan din material

filtrant; 3 peretele gurii de foraj; 4 - strat

acvifer permeabil; 5 strat impermeabil(2) Testele de permeabilitate se efectueaz ascendent, ncepnd cu stratul de la baza gurii deforaj. Se introduce coloana de pompare, prevzut cu filtre n dreptul stratului, care urmeaza fi testat, i cu centrori pentru a fi coaxial cu gaura forajului.

n jurul filtrului se realizeaz o coroan filtrant, conform figurii 2.5, folosind criteriile dedimensionare a filtrelor prezentate n tabelul 2.1 (a se vedea i Anexa A, care face parteintegrant din prezentul normativ).

(3) Msurarea denivelrii apei n gurile de foraj se realizeaz cu dispozitive speciale,

prevzute cu cablu de lansare, care permit identificarea adncimii nivelului apei din forajprintr-un semnal optic, acustic sau prin afiaj digital.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

15/92

Pagina 13 / 58

Tabelul 2.1: Criterii de dimensionare a filtrelor inverse pentru pmnturi necoezive - exemplificri

Criteriu Condiii impuse Observaii

Terzaghi15

15

85

15 54d

d

d

d ff -

U.S. Bureau ofReclamation

1010

60 d

dUf

f

Pentru particulele de form rotunjit

4012581215

15

50

50 d

dsi

d

d ff

Pentru particulele de form coluroas

18630915

15

50

50 d

dsi

d

d ff

Dac Uf>10 se elimin particulele maridin materialul folosit ca filtru pn cndeste ndeplinit condiia impus:

particulele din materialul filtrant cud5 se corecteaz curbagranulometric prin eliminarea fraciunilormari pn cnd U5;-freprezint factorul filtrului, care esteegal cu 4 pentru foraje i 810 pentru altetipuri de filtre

(4) Pentru efectuarea probei de permeabilitate se extrage coloana de tubaj pe nlimeacorespunztoare stratului acvifer care va fi testat. Conform programului de testare, serealizeaz prima treapt de denivelare i se pompeaz apa pn cnd curgerea intr n regimstaionar i apa pompat este limpede. n mod asemntor, se continu testarea aceluiai strat

la urmtoarele dou sau mai multe trepte de denivelare, conform programului prestabilit.

(5) Pentru pomparea apei din foraje pot fi utilizate pompe de aspiraie (figura 2.6), pompesubmersibile acionate electric, precum i pompe cu aer-lift (figura 2.7).


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

16/92

Pagina 14 / 58

Fig. 2.6: Schema pomprii experimentaleexecutat cu pompa de aspiraie amplasat la

suprafa: 1 sorb; 2 conducta de admisie;3 pompa; 4 vas pentru msurarea debitului

Fig. 2.7: Pomp cu aer lift: 1 compresor de aer(p=5-6 at); 2 conduct de aer; 3 sorb; 4 -coloan de pompare prin care circula emulsie deaer cu ap; 5 dezaerator; 6- conduct de ap;7 vas pentru msurarea debitului pompat

(6) Dup testarea primului strat, coloana filtrant se obtureaz prin cimentare la nivelulstratului pompat, se retrage coloana de tubare care etaneaz urmtorul strat i, n continuare,

se procedeaz asemntor ca la primul strat (figura 2.8). Testarea selectiv a straturiloracvifere se poate realiza i n sistem descendent, executnd cte un foraj pentru fiecare stratce urmeaz a fi testat. Din punct de vedere tehnic, acest procedeu permite obinerea unorrezultate foarte bune dar necesit cheltuieli mai mari i durat mai mare de timp pentruexecuie i testare.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

17/92

Pagina 15 / 58

Fig. 2.8: Succesiunea de testare a straturilor acvifere:a testarea stratului I; b testarea stratului II; c testarea stratului III

1,2 coloane de tubaj; 3 coloana filtrant; 4 filtru din pietri mrgritar; 5 conducta derefulare a apei pompate; 6 dop din argil sau ciment

2.4. Clasificarea forajelor hidrogeologice dup gradul i dup modul de deschidere astratului acviferClasificarea dup gradul i dup modul de deschidere a stratului acvifer, precum i schemelede execuie i de echipare a forajelor hidrogeologice sunt prezentate nfigura 2.9.

Dupgradul dedeschidere

Perfect Imperfect

Dupmodul dedeschidere

Perfect Imperfect Perfect Imperfect

Schemedeexecuie ide

echipare aforajelor

Observaii Fr coloande filtru.Pereiigurii deforaj suntstabili.

Coloan de filtru pe toatgrosimea sau numai pe o

parte din grosimea stratuluipermeabil interceptat degaura de foraj.

Fr coloande filtru.Pereii guriide foraj suntstabili.

Coloan de filtru pe toatgrosimea sau numai pe partedin grosimea stratului

permeabil interceptat degaura de foraj.

Fig. 2.9: Clasificarea forajelor dup gradul i dup modul de deschidere a stratului acvifer.Scheme de execuie i de echipare a forajelor


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

18/92

Pagina 16 / 58

2.5. Scheme i formule uzuale pentru determinarea coeficientului de permeabilitate prinpompare din foraje

2.5.1 Foraj perfect n strat acvifer cu nivel liber

Fig. 2.10: Foraj singular

a. Foraj singular

SHSrRQ

hH

r

RQ

k

2

lnln0

20

20

(2.10)

Fig. 2.11: Grup de pompare cu unul saudou piezometre

b. Cu un singur piezometru

110

1

2

ln

SSHSS

r

rQ

k

(2.11)

110111

2

ln)2(ln)2(ln

SSHSS

rSHSrSHSR

(2.12)

c. Cu dou piezometre

2121

1

2

2

ln

SSHSS

r

rQ

k

(2.13)

2121122211

2

ln)2(ln)2(ln

SSHSS

rSHSrSHSR

(2.14)

2.5.2 Foraj imperfect n strat acvifer cu nivel liber

Fig. 2.12: Definirea zonei active a unui foraj imperfect n strat acvifer cu nivel liber

(1) n cazul forajului imperfect apare noiunea de zon activ care se definete ca fiind

adncimea Ha, sub nivelul hidrostatic, pn la care se resimte influena denivelrii apei ngaura forajului.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

19/92

Pagina 17 / 58

(2) n funcie de grosimea acviferului, adncimea zonei active poate fi mai mare dectgrosimea acestuia sau mai mic.

a) Pentru Ha>H coeficientul de permeabilitate se calculeaz cu formula luiForchheimer:

4 000220

)(25.0)(

log

73.0

SH

hSH

SH

rhSHH

r

RQ

k

a

a

aa

(2.15)

b) Pentru Ha

7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

20/92

Pagina 18 / 58

Fig. 2.14: Grup de pompare cu unul saudou piezometre

b. Cu un singur piezometru

11

log366.0

SSM

r

RQ

k

(2.18)

1011 logloglog

SS

rSrSR

(2.19)

c. Cu dou piezometre

211

2log366.0

SSM

r

rQ

k

(2.20)

211221 loglog

log SS

rSrS

R

(2.21)

2.5.4 Foraj perfect n strat acvifer mixt

Fig. 2.15: Foraj singular n strat acvifer mixt

a. Foraj singular

220

2

ln

ohMHM

r

RQ

k

(2.22)

2.5.5 Foraj imperfect n strat acvifer sub presiune, infiltraii numai prin peretele forajului

Fig. 2.16: Foraj singular cu filtru necat(l

7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

21/92

Pagina 19 / 58

Fig. 2.17: Foraj singular cu filtru necat(pentru l>0,3M)

b. Pentru l>0,3M

R

MA

r

M

l

M

MS

Qk

4log

4log2

2

336.0

0

(2.24)

Factorul

M

lfA se determin grafic dinfigura 2.18.

Fig. 2.18: Grafic pentru determinarea factorului A

2.6. Raza de influen a forajelor hidrogeologice(1) Raza de influen se determin prin pompri experimentale folosind grupuri de foraje ncare sunt incluse i forajele piezometrice. De cele mai multe ori, ns, pentru pompriexperimentale se folosete un singur foraj. n acest caz pentru determinarea razei de influense utilizeaz formule empirice stabilite printr-un numr mare de determinri experimentale.

(2) Formulele empirice mai des utilizate n calculele hidrogeologice pentru determinarearazei de influen sunt redate n tabelul 2.3.

Tabelul 2.3: Formule uzuale pentru calculul razei de influen R[m]

Formula

Unitatea de msur

pentru k Domeniu de aplicabilitatekHSR 575 m/s

Foraje executate n straturi acvifere cu nivel liberkHSR 2 m/zi

kSR 3000 m/sForaje executate n straturi acvifere sub presiune

kSR 2.10 m/zi

kHSR 2 m/zi Strat acvifer cu nivel liber Sisteme de drenare deform circular, cu raza

kSR 2.10 m/zi Strat acvifer sub presiune

Notaii: H nlimea apei n foraj; S denivelare; k coeficientul de permeabilitate; raza cercului pe

care sunt amplasate forajele dintr-un grup care lucreaz n interferen.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

22/92

Pagina 20 / 58

2.7. Metode expeditive pentru evaluarea permeabilitii in situ

2.7.1 Scheme de calcul propuse de Hvorsleva. Turnare cu nivel variabil, sub nivelul hidrostatic al acviferului (figura 2.19).

Fig. 2.19: Turnarea cu nivel variabil,sub nivelul hidrostatic

Fig. 2.20: Graficul de variaie n timpa vitezei de denivelare

2

1

12

ln)( H

H

ttF

Ak

(2.25)

b. Turnare cu nivel constant, sub nivelul hidrostatic al acviferului (figura 2.21).

eFH

qk

(2.26)

Fig. 2.21: Turnare cu nivel constant, sub nivelul hidrostatic


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

23/92

Pagina 21 / 58

n relaiile (2.25)i (2.26)Aeste aria seciunii coloanei de ap din foraj (pentru foraj nclinatseciunea este o elips); q - cantitatea de ap care se infiltreaz n stratul permeabil nintervalul de timp t2- t1;F-factor ce depinde de condiiile din zona ptrunderii apei din gauraforajului n stratul permeabil. Factorul F, pentru diverse scheme de foraj, se calculeazconform relaiilor date n tabelul 2.4.

Tabelul 2.4. Scheme i formule pentru calculul factorului F

Schema forajului Condiii Factorul F

A r0

Foraj cu coloan de tubaj pnla baz.Roc granular sau stncoascu permeabilitate uniform

05,5 rF

B

Foraj cu coloan de tubaj pn

la limita dintre permeabil iimpermeabil

04rF

C

Extinderea forajului pe olungimeLsub captul coloaneide tubaj

20

2

0 41

2ln

2

r

L

r

L

LF

D

Foraj extins pe lungimeaLsubcoloana de tubaj n rocagranular sau stncoas,stratificat, cu permeabilitateorizontal i vertical

0

ln

2

r

mL

LF

vh kkm / i 08rL

E

Foraj care ptrunde peadncimeaLsub coloana detubaj care este ncastrat nstratul impermeabil superior

20

2

0

1ln

2

r

L

r

L

LF

F

Foraj cu coloan de tubaj pnla limita dintre permeabil iimpermeabil, cu parteainferioar a coloanei umplutcu nisip din stratul permeabil

0

0

41

4

r

LrF

G

Foraj cu coloan de tubaj nstratul permeabil umplut la

partea inferioar cu nisip dinstratul permeabil 0

0

211

1

5.5

r

L

rF


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

24/92

Pagina 22 / 58

H

Foraj executat n strat omogencu cavitate sferic la baz

04 rF

2.7.2 Metoda Lefranc(1) Aceast metod se recomand pentru evaluarea permeabilitii nisipurilor i pietriurilorcu permeabilitate scmk /10 2 .

(2) Schema echipamentului de ncercare prin procedeul Lefranc este redat n figura 2.22. ninteriorul unei coloane metalice de tubaj (1), din material uor, cu diametrul de 50 mm,

prevzut la baz cu un iu (2), se introduce o prjin (3) care are la capt un trepan (4)prevzut cu orificii (5) pentru circulaia apei. Din hab (6), cu ajutorul pompei (7), sepompeaz ap prin interiorul prjinii. Jetul de ap care iese prin orificiile trepanului dislocmaterialul de pe fundul gurii permind, prin apsare i rotire uoar, nfigerea coloanei detubaj. Adncimea gurii spate sub iul coloanei se recomand s fie de 50 cm. Apa care este

pompat prin interiorul prjinii iese prin spaiul inelar dintre prjin i coloan i deverseazliber n hab. Cantitatea de ap absorbit n stratul permeabil este egal cu consumul din hab,care reprezint diferena dintre volumul de ap injectat i volumul de ap rentors la suprafa.

(3) Cunoscnd cantitatea de ap absorbit n strat, dimensiunile cavitii de sub iul coloaneii presiunea coloanei de ap la nivelul stratului permeabil se poate evalua permeabilitateastratului pe care l traverseaz gaura forajului. Procedeul permite ntocmirea unui graficcontinuu de variaie a pierderilor de ap cu adncimea, putndu-se pune bine n evidenstraturile cu permeabiliti diferite.

(4) Coeficientul de permeabilitate la nivelul unui strat se determin cu relaia:

Ch

Qsmk / (2.27)

n care: smQ /3 este debitul de ap absorbit n strat; mh - presiunea apei n coloancalculat la nivelul apei subterane, exprimat n metri coloan de ap; mC - un coeficient de

formcare se calculeaz n funcie de forma i dimensiunile d i lale cavitii de sub iulcoloanei de foraj.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

25/92

Pagina 23 / 58

Fig. 2.22: Schema de msurare

a permeabilitii prin procedeul Lefranc:1-coloana de tubaj; 2-iu; 3-prjin;4-trepan; 5-orificiu; 6-hab; 7-pomp

Fig. 2.23: Domeniul presiunilor, exprimate n metri

coloan de ap, recomandate pentru msurtorileefectuate prin procedeul Lefranc

(5) Cnd cavitatea se asimileaz cu o sfer, valoarea coeficientului Cse ia dC 2 i relaia(2.27)devine:

dh

Qk

2 (2.28)

n cazul n care cavitatea se apreciaz c are o form cilindric cu lungimea li diametrul d,cu condiia ca 2/ dl , valoarea coeficientului Cse va lua astfel:

1C pentru 2/ dl 4C pentru 5.2/ dl 5C pentru 3/ dl

Presiunile recomandate pentru msurtori prin procedeul Lefranc sunt funcie depermeabilitatea terenului. Ca ordin de mrime, presiunile care se recomand s fie folositesunt redate n graficul dinfigura 2.23, fiind cuprinse ntre dreptele 1-1 i 2-2.

n mod obinuit procedeul Lefranc se aplic comod pn la adncimi de 25-30m, nsadncimile investigate pot ajunge la 60-70mi chiar mai mult.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

26/92

Pagina 24 / 58

2.8. Determinarea coeficientului de permeabilitate n laborator(1) Determinarea permeabilitii n laborator se face n conformitate cu prevederile STAS1913/6.

(2) O evaluare calitativ a permeabilitii poate fi fcut i pe baza curbei granulometrice a

nisipului (STAS 1913/5 i SR EN ISO 14688-2), folosind relaia Allen-Hazen:

210dACk (2.29)

care este valabil pentru mmd 31.0 10 i 510

60 d

d, n care A este o mrime funcie de

unitile de msur n care se exprim coeficientul de permeabilitate. Pentru k exprimat nm/zi,A=1.

n relaia (2.29), C este un coeficient care exprim gradul de impurificare a nisipului cufraciune argiloas. Are valori de ordinul a 1000-700 pentru nisip curat i 700-500 pentru

nisip cu argil; d10este diametrul efectiv al granulelor, n mm; corecia de temperaturcare se determin cu relaia Ct003.070.0 .

(3) nlocuind expresia coreciei n relaia (2.29)se obine:

)03.070.0( 0210 CtdACk (2.30)

(4) Pentru variaia coeficientului de permeabilitate n limitele 1-8m/zi, relaia (2.28)conducela erori n plus de cca. 30 - 40%.

(5) ntr-un caz simplificat, cnd se dispune numai de curba granulozitii nisipului, evaluareaordinului de mrime al permeabilitii se poate face cu relaia:

210/ dscmk (2.31)

n care 10d reprezint diametrul n mm al granulelor corespunztor coninutului de 10%

(diametrul efectiv).

2.9. Calculul coeficientului mediu de permeabilitate n terenuri stratificate(1) n cazul terenurilor stratificate, alctuite din alternane de pmnturi cu permeabiliti

diferite, dac se cunoate coeficientul de permeabilitate kial fiecrui strat, atunci coeficientulmediu de permeabilitate mok al ntregului complex pe direcia stratificaiei se determin cu

relaia:

i

n

i

ii

n

imo

h

hkk

1

1

(2.32)

iar coeficientul mediu mvk , pe direcie perpendicular pe stratificaie cu relaia:

i

in

i

i

n

imv

kh

hk

1

1

(2.33)


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

27/92

Pagina 25 / 58

(2) Coeficientul de permeabilitate mediu al ntregului complex se calculeaz cu relaia:

mvmom kkk (2.34)

Ordinul de mrime al coeficientului de permeabilitate pentru unele tipuri de pmnturi estedat n tabelul 2.5.

Tabelul 2.5: Valori orientative ale coeficientului de permeabilitate pentru unele pmnturi

Tipul depmnt

Coeficientul depermeabilitate k[cm/s]

Tipul de pmnt Coeficientul depermeabilitate k[cm/s]

Argil 710 Pietri cu matriceargiloas prfoas

35 1010

Praf fin imijlociu

57 1010 Pietri cu matrice

nisipoas24 1010

Praf mare 35 1010 Pietri cu nisip 12 1010

NisipFin 24 1010

Bolovni cu matriceargiloas nisipoas

24 1010 Mijlociu 23 1010

Mare 12 1010 Bolovni cu pietri 110

2.10. Saltul de nivel n foraje(1) Prin coborrea nivelului apei n gaura forajului, care intercepteaz un strat acvifer,curgerea apei din strat n gaura forajului ntmpin o rezisten care se materializeaz subforma unei pierderi de sarcin hidraulic cunoscut sub numele de salt de nivel piezometric,

S, n cazul acviferelor sub presiune, i zon de izvorresau nlime de prelingere, h, ncazul acviferelor cu nivel liber.

(2) Rezistena hidraulic total, 0, reprezint suma a dou componente:1 rezistena hidraulic datorat imperfeciunii forajului dup gradul de deschidere;2 rezistena hidraulic datorat imperfeciunii dup modul de deschidere, care

reprezint un cumul de rezistene datorate imperfeciunilor filtrului, coroanei filtrante dinjurul filtrului, contaminrii stratului acvifer din zona adiacent filtrului cu noroi de foraj,colmatrii cu particule fine depuse n procesul de sufozie .a.

(3) Evaluarea saltului de nivel este important deoarece, fr luarea n considerare a acestuiparametru, se pot face erori de calcul privind coeficientul de permeabilitate al acviferului,debitul de pompare i cotele de denivelare a apei subterane ce trebuie realizate conform

proiectului de epuizment.

Pentru evaluarea saltului de nivel pot fi utilizate diverse scheme i formule de calcul, astfel:


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

28/92

Pagina 26 / 58

2.10.1. Foraj perfect n strat acvifer sub presiune

Fig. 2.24: Saltul de nivel n cazul forajului perfectexecutat n strat acvifer sub presiune

a. Rezistena hidraulic a forajului

0

1

1

00 loglog3,2

r

r

r

r

SS

SS n

n

n

nn

n (2.35)

b. Saltul de nivel (piezometric)

n

n

nn

r

r

SSS

1

10

log3,2

(2.36)

n relaiile (2.35) i (2.36), nreprezint numrulpiezometrului.

2.10.2. Foraj perfect n strat acvifer cu nivel liberPentru straturi acvifere cu nivel liber, saltul de nivel h, cunoscut i sub numele de zon deizvorresau deprelingere, se poate calcula cu formula (3.13), notaiile corespunzndfigurii2.25.

Fig. 2.25:Zona de prelingere h n cazul forajului perfect

dup gradul de deschidere executat n strat acvifer cu nivel liber

020

0

)51.0/

log73.0( hhk

Q

r

kQh (2.37)

2.10.3. Foraj imperfect dup gradul i dup modul de deschidere. Pompare n regimpermanent(1) n cazul forajelor imperfecte dup gradul de deschidere figura 2.26rezistena hidraulictotal se determin n funcie de: poziia filtrului n raport cu patul i acoperiul stratuluiacvifer, conform tabelului 2.6; raportul dintre grosimea stratului acvifer i raza

forajului 0/ rM ; de raportul dintre lungimea filtrului i grosimea stratului Ml/ (figura 2.27).


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

29/92

Pagina 27 / 58

Fig. 2.26: Foraj imperfect dup gradul de deschidere

Tabelul 2.6: Mrimea zonei oarbe C a coloanei filtrante n funcie de poziia filtrului n stratul acvifer

Caracteristicile stratului acvifer Poziia filtrului

Cu nivel libern interiorul stratului 000 lHC

Adiacent patului impermeabil 000 lHC

Sub presiuneAdiacent acoperiului impermeabil 0C n interiorul stratului lMC 0Adiacent patului impermeabil lMC

a. Filtru adiacent patului sau acoperiului stratului acvifer

Dac pomparea se execut n regim permanent i filtrul este adiacent patului sau acoperiuluistratului acvifer sub presiune, rezistena hidraulic total se determin din tabelul 2.7.

Pentru stratul acvifer cu nivel liber, determinarea rezistenei hidraulice totale se face tot pebaza tabelului 2.7, nlocuind 2/2/ 0000 SllsiSHM , n care notaiile corespund

figurii 2.25.

b. Filtrul n interiorul stratului acvifer

Cnd filtrul este situat n interiorul stratului acvifer sub presiune, rezistena hidraulic total

se determin din graficele prezentate n figura 2.27 i din datele din tabelul 2.7. Pentrustraturi acvifere cu nivel liber se folosesc aceleai grafice utiliznd.2/,,2/ 001000 SCCsillSHM

Pentru calculul coeficientului de permeabilitate n funcie de caracteristicile forajului i alestratului acvifer se folosesc relaiile din tabelul 2.8.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

30/92

Pagina 28 / 58

M/r0=

M/r0=M/r0=

Fig. 2.27: Grafice pentru determinarea rezistenei hidraulice totale,0,pentru cazul cnd filtrul estesituat n interiorul stratului acvifer sub presiune

Tabelul 2.7:Valorile rezistenei hidraulice totale,0, n cazul unui strat acvifer sub presiune n carefiltrul este adiacent patului sau acoperiului stratului

0/ rM 0,5 1 3 10 30 100 500 1000 2000Ml/

0,05 0,00212 0,0675 1,150 6,300 17,750 39,95 63,00 74,50 84,500,1 0,00195 0,0610 1,020 5,200 12,250 21,75 35,10 40,90 46,750,3 0,0148 0,0454 0,645 2,395 4,600 7,25 10,90 12,45 14,100,5 0,00085 0,0247 0,328 1,130 2,105 3,25 4,82 5,50 6,200,7 0,00027 0,0084 0,119 0,440 0,845 1,34 2,01 2,29 2,590,9 0,0002 0,0008 0,026 0,064 0,151 0,27 0,43 0,51 0,581,0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Tabelul 2.8:Formule pentru calculul coeficientului de permeabilitate

Stratul acvifer Formula Observaii

Cu nivel liber 0

0

2

ln0

SHS

r

RQ

k

Foraj singular

2121

211

2

2

ln

SSHSS

r

rQ

k

Foraj cu dou piezometre

Sub presiune0

0

2

ln0

MS

r

RQ

k

Foraj singular

21

2

1

2

2

ln1

SSM

r

rQ

k

Foraj cu dou piezometre


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

31/92

Pagina 29 / 58

n tabelul 2.8, r1i r2reprezint distanele de la forajul central la piezometre, iar 1i 2suntrezistenele hidraulice calculate ntre forajul F0 i un piezometru pn sau dintre dou

piezometre (pn pn+1)

(2) Un exemplu de calcul al nlimii de izvorre (prelingere) este dat n Anexa A, care face

parte integrant din prezentul normativ.

2.11. Viteza de admisie a apei n gaura de foraj i debitul critic de epuizment

2.11.1 Relaia lui Sichardt(1) Pentru evaluarea ordinului de mrime al vitezei admisibile cu care apa intr n gauraforajului, fr a influena negativ starea fizic a stratului acvifer i a filtrului invers din jurulgurii, se poate aplica relaia lui Sichardt:

smk

va /15 (2.38)

(2) Din practica hidrogeologic s-a constat c relaia (2.38)conduce la valori prea mari alevitezei admisibile. Se recomand ca pentru viteza admisibil s se foloseasc relaia:

smkk

va /6030 (2.39)

(3) Debitul maxim ce poate fi extras dintr-un foraj este:

smvhrQ af /2 30max (2.40)

n care fh reprezint lungimea filtrului prin care apa ptrunde n gaura forajului.

2.11.2. Relaia lui Truelsen(1) Aceast relaie ine seama de granulozitatea nisipului din stratul acvifer. innd seama dediametrul eficace 10d al nisipului din stratul acvifer, viteza admisibil se determin cu relaia

lui Truelsen, astfel:

smd

va /28010 (2.41)

n care 10d se ia n mm.

(2) Debitul maxim ce poate fi extras din foraj, se determin cu relaia:

smdhrQ f /2802 3100max (2.42)

fh fiind lungimea coloanei filtrante prin care apa ptrunde n gaura forajului.

2.12. Denivelarea critic a apei n forajul de epuizment(1) Din motive de pruden, pentru a nu exista riscul iniierii proceselor de antrenarehidrodinamic a nisipului din stratul acvifer, n practica de antier se recomand cadenivelarea maxim n timpul pomprii s nu depeasc jumtate din nlimea coloanei de

ap din foraj: 2/HScr (2.43)


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

32/92

Pagina 30 / 58

2.13. Evaluarea riscului de antrenare hidrodinamic a nisipului

(1) Pentru evaluarea gradientului hidraulic de antrenare hidrodinamic a nisipului, n funciede coeficientul de neuniformitate, se poate utiliza diagrama Istomina (figura 2.28).

Coeficientul de neuniformitate

Gradientulhidraulici

Fig. 2.28: Determinarea gradientului critic

n funcie de coeficientul de neuniformitate al nisipurilor

(2) Gradientul critic de antrenare hidrodinamic se determin n laborator conform STAS1913/16. Att pentru gradientul critic determinat din diagrama Istomina, ct i pentru vitezacritic de antrenare hidrodinamic se ia un coeficient de siguran C=1,5 - 2.

(3) Pentru diminuarea riscului de antrenare hidrodinamic a nisipului din stratul acvifer,pompele submersibile folosite la epuizment se pozeaz la cel puin 1,00mdeasupra limiteisuperioare a stratului de nisip sau n zona filtrului, n dreptul unui segment de coloan oarbcu lungime de minim 1,50m (v. figura A-2 din Anexa A, care este parte integrant din

prezentul normativ).

2.14. Formele de manifestare a procesului de antrenare hidrodinamic a nisipurilorn funcie de viteza de curgere a apei prin mediul poros, care este condiionat de mrimeacoeficientului de permeabilitate i de gradientul hidraulic, antrenarea hidrodinamic a

particulelor solide se poate manifesta sub form de sufozie, eroziune, afuiere, ruperehidraulic i lichefiere.

2.14.1. SufozieFenomenul de sufozie se manifest prin dislocarea i transportul particulelor fine prin spaiile

intergranulare, fr ca structura de rezisten a pmntului s fie deranjat. n domeniul dedesfurare a fenomenului de sufozie permeabilitatea pmntului crete. Peste o anumitlimit de producere a sufoziei, structura pmntului cedeaz prin prbuire. Pmnturile celemai vulnerabile la sufozie sunt nisipurile afnate, cu un grad mare de neuniformitate.

2.14.2. Eroziune intern(1) n unele situaii, i n special la contactul construciilor cu terenul nisipos, prin aciuneeroziv, curenii subterani pot produce goluri cu dimensiuni variabile. Aceste goluri suntfoarte periculoase pentru stabilitatea construciilor, necesitnd msuri imediate de stopare afenomenului prin injecii cu suspensii solide sau produse chimice, reducerea gradientului decurgere a apei subterane .a.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

33/92

Pagina 31 / 58

(2) Eroziunea se produce regresiv, ncepnd de la suprafeele libere ctre interiorul masivuluide pmnt, curentul de ap antrennd n micare fraciuni granulometrice din ce n ce maimari, n funcie de viteza de curgere. n jurul golurilor create prin eroziune se realizeaz unfiltru invers care, uneori, poate contribui, ntr-o oarecare msur, la refacerea stabilitii

pmntului.

(3) Fiecrui tip de pmnt i corespunde o vitez critic de eroziune i antrenarehidrodinamic. Aceast vitez depinde, pe de o parte, de dimensiunile granulelor din care estealctuit pmntul respectiv, iar pe de alt parte de forele de coeziune care in legate ntre ele

particulele minerale. Viteza critic de eroziune scade odat cu reducerea dimensiuniigranulelor minerale, dar la un moment dat, scznd n continuare dimensiunile granulelor,ncep s acioneze din ce n ce mai mult forele de coeziune, ceea ce necesit o vitez decurgere mai mare pentru a se produce eroziunea.

2.14.3. AfuiereAfuierea reprezint un proces de eroziune hidrodinamic a pmnturilor necoezive (nisip i

pietri) generat de curgerea apelor de suprafa sau a curenilor subterani concentrai lacontractul cu elementele unei construcii.

2.14.4. Ruperea hidraulic i refularea nisipului(1) Fenomenul se produce n cazul unor terenuri stratificate atunci cnd deasupra acviferuluicaptiv, sub presiune, sarcina geologic devine mai mic dect presiunea acviferului

(2) Dac presiunea acviferului depete sarcina geologic, straturile de deasupra acestuiancep s se deformeze prin ncovoiere, apar fisuri i crpturi n bolt i n final pot ceda prinrupere rapid. Concomitent cu ruperea acestui pachet de straturi, nisipul din stratul acvifer

subiacent poate s treac brusc n stare de fluidizare i s refuleze n groapa de excavare subforma unei mase fluide de nisip cu ap.

(3) Refularea nisipului este un fenomen care se produce foarte rapid. Dac nu se anticipeazi nu se iau msurile necesare, refularea nisipului poate surprinde utilajele i personalulmuncitor care lucreaz n gropi de excavare, galerii, canale .a. Atenie deosebit trebuieacordat i forajelor care traverseaz straturi de nisip afnat, deoarece denivelarea apei ngaura de foraj sub o anumit cot poate crea gradieni hidraulici capabili s declanezerefularea nisipului n gaura forajului i colmatarea parial a forajului respectiv.

2.14.5. Lichefiere

(1) Lichefierea reprezint fenomenul de pierdere a capacitii portante a nisipurilorsubmersate cnd acestea sunt supuse la aciuni dinamice ciclice provocate de cutremure,explozii puternice, utilaje care produc vibraii, trafic feroviar i auto intens .a. i se datoreazcreterii presiunii apei din pori, reducerii frecrii dintre granulele minerale i fluidizareanisipului.

(2) Evaluarea potenialului de trecere a nisipului n stare de lichefiere se poate face conformreglementrilor tehnice specifice, n vigoare, privind pmnturile necoezive, lichefiabile.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

34/92

Pagina 32 / 58

CAPITOLUL 3. PRINCIPII GENERALE DE PROIECTARE A UNUISISTEM DE EPUIZMENTE

3.1. Alegerea metodei de epuizment n funcie de granulozitatea i permeabilitateapmntului din stratul acvifer

La elaborarea proiectelor de epuizment vor fi respectate exigenele din reglementrile tehnicereferitoare la cerinele de proiectare, execuie i monitorizare a excavaiilor adnci n zoneurbane, n vigoare, precum i cele din standardele SR EN 1997-1 i SR EN 1997-2.

(1) Metodologiile de lucru adoptate la realizarea excavaiilor n prezena apei subteranedepind de o serie de factori ntre care se menioneaz dimensiunile construciilor, adncimeade fundare a acestora, natura terenului de fundare .a.

(2) n prezent echipamentele tehnice i tehnologiile de lucru folosite n mod curent peantierele de construcii permit realizarea fundaiilor directe la adncimi mari, n condiii

geologice i hidrogeologice dintre cele mai dificile.

(3) Cu titlu informativ n figura 3.1se prezint variante orientative de alegere a soluiilor decoborre a nivelului apei subterane n funcie de granulozitatea i permeabilitatea

pmnturilor n care urmeaz s fie realizate fundaiile (SR EN 14688-1 i SR EN 14688-2).

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 10

d (mm)

Fig. 3.1: Grafic orientativ pentru alegerea soluiilor de coborre a nivelului apei subterane n funciede granulozitatea i permeabilitatea pmnturilor

Simbolurile dinfigura 3.1au urmtoarele semnificaii:

A: Drenaj impracticabil. Posibil evacuarea prin pompare direct a apei colectat n spturadeschis

B: Electroosmoz, eventual filtre aciculare cu vacuum

C: Filtre aciculareD: Pompare din foraje echipate cu filtre


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

35/92

Pagina 33 / 58

E: Soluii combinate, precum:- Pomparea apei din foraje echipate cu filtre;- Executarea excavaiilor direct sub ap, cu dragline, graifere, instalaii de dragare, etc.;- Evacuarea apei din incinte etane cu perei verticali, realizate din palplane (SR EN

12063), piloi forai (SR EN 1536), perei mulai (SR EN 1538) sau ecrane de injecii (a

se vedea reglementrile tehnice specifice, n vigoare, privind tratarea rocii de fundaie aconstruciilor hidrotehnice prin injectri n foraje de drenaj);- Drenaj descendent prin foraje autodescrctoare, dac exist un strat inferior care spoat prelua debitul de scurgere gravitaional a apei din incint.

3.2. Descrierea metodelor de epuizment

3.2.1. Epuizment direct din excavaii

a. Excavaii cu taluzuri nesprijinite

(1) Excavaiile cu taluzuri nesprijinite (figura 3.2) se pot executa, de regul, pentru gropi de

fundare cu adncime relativ mic sub nivelul apei subterane. Condiiile n care se aplic acestsistem de epuizment sunt determinate, pe de o parte, de limitarea afluxului de ap n groapade excavare, pentru a nu ngreuna desfurarea spturilor, iar pe de alt parte de asigurareaunor gradieni de curgere la ieirea apei din taluzuri mai mici dect gradientul critic deantrenare hidrodinamic a particulelor solide care intr n constituia pmntului respectiv.

(2) La stabilirea tehnologiilor de execuie n acest sistem de excavare este necesarverificarea stabilitii taluzurilor, cu luarea n considerare a influenei curbei de exfiltraie aapei din masivul de pmnt ctre sptur.

(3) Metoda de epuizment direct din groapa de excavaie cu taluzuri nesprijinite poate fi

aplicat numai n cazul n care stabilitatea taluzurilor libere poate fi asigurat pe toat duratade desfurare a epuizmentului.

Fig. 3.2: Coborrea nivelului apei subterane prin epuizment direct din sptur

(4) Pentru evaluarea ordinului de mrime al afluxului de ap n groapa de excavare printaluzuri i prin fundul spturii se poate utiliza formula:

qAoramQ ]/[ 3 (3.1)

n care: q [m3/orm2] este un debit specific ale crui valori, n funcie de granulozitateanisipurilor, sunt redate n tabelul 3.1, iar A [m2]este suprafaa gropii de excavare, prin carese produce exfiltraia.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

36/92

Pagina 34 / 58

Tabelul 3.1: Valori orientative pentru q n funcie de granulozitatea nisipului

Tipul de pmnt Valoarea debitului specific q [m3/orm2]

Nisip fin 0,10 - 0,20Nisip mijlociu 0,20 - 0,50

Nisip mare 0,50 - 2,00

(5) La executarea gropilor de excavare n pmnturi coezive, puin permeabile, esteobligatorie investigarea straturilor acvifere de sub fundul gropii pentru a lua msurilenecesare n cazul unor subpresiuni, care, dac depesc sarcina geologic, ar putea conduce laruperea vetrei excavaiei.

(6) Cnd excavarea gropilor cu taluzuri nesprijinite se face n pmnturi necoezive, de tipulnisipurilor grosiere i pietriurilor, unghiulal taluzului provizoriu se poate evalua cu relaia:

tgtg 2/1 (3.2)

n care este unghiul de frecare intern al materialului necoeziv, n stare uscat.

b. Excavaii executate n incinte etane cu perei verticali

(1) n cazul pmnturilor necoezive, precum i al pmnturilor slab coezive, de tipulprafurilor i nisipurilor prfoase, excavaiile sub nivelul apei subterane se execut obligatoriusub protecia unor sprijiniri.

(2) Cele mai uzuale metode de protecie a excavaiilor care se execut sub nivelul apeisubterane sunt reprezentate prin ecrane verticale din perei mulai, piloi secani sau ecranedin palplane de diverse tipuri.

(3) Elementele de sprijinire au dublu rol: ca elemente de rezisten capabile s preiampingerea pmntului pentru a putea executa spturile cu taluzuri verticale i ca elementede etanare pentru reducerea afluxului de ap ctre sptur.

(4) Dimensionarea sistemelor de sprijinire depinde de mrimea sarcinilor pe care acesteatrebuie s le preia din mpingerea pmntului, de necesitatea de a asigura reducerea afluxuluide ap n excavaii pn la o limit acceptabil i de coborrea gradientului hidraulic subvaloarea gradientului critic la care se poate declana antrenarea hidrodinamic.

(5) Sprijinirile pot s strbat n ntregime stratul permeabil i s se ncastreze n stratul

impermeabil (figura 3.3a) sau pot s strbat stratul permeabil numai pe o anumit adncimedac acesta are grosime mare (figura 3.3b).

Fig. 3.3: Excavaii executate sub protecia ecranelor de etanare i sprijinire:a- ecranul este ncastrat n roc impermeabil (ecran perfect); b-ecranul se oprete n stratul

permeabil (ecran imperfect)


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

37/92

Pagina 35 / 58

(6) n primul caz, dac elementele de sprijinire sunt bine ncastrate n stratul impermeabil,epuizmentul din interiorul excavaiei trebuie fcut numai pentru volumul rezidual de apliber care satureaz porii pmntului de sub nivelul iniial al apei subterane i pentrueventualele exfiltraii care se mai produc prin zone de imperfeciune a ecranului (rosturiledintre panourile pereilor mulai, printre piloii secani sau palplane .a.).

(7) n cel de-al doilea caz, epuizmentul trebuie s asigure evacuarea att a volumului rezidualde ap din incint, ct i afluxul de ap care se produce prin i pe sub ecran.

(8) Adncimea de ncastrare a elementelor de sprijin se determin astfel nct s fiesatisfcute dou condiii:

a) s fie preluat n ntregime mpingerea pmntuluib) s fie eliminat riscul de antrenare hidrodinamic a nisipului din fundul spturii.

(9) Conform schemei dinfigura 3.4, la o denivelare h lungimea minim a liniei de curent este:

thl 2

(3.3)i corespunde gradientului hidraulic maxim:

th

hi

2max

(3.4)

(10) Dac icreste gradientul critic la care nisipul ncepe s fie antrenat, pentru a nu se producefenomenul de antrenare este necesar ca imax< icr. Dac se are n vedere i un coeficient desiguran C, condiia de asigurare a stabilitii nisipului la fenomenul de antrenare se poatescrie sub forma:

C

ii crmax (3.5)

Fig. 3.4: Adncimea de ncastrare a ecranului sub fundul gropii pentru a evitaantrenarea hidrodinamic

innd seama de relaia (3.4) prin care se stabilete gradientul critic de antrenarehidrodinamic corespunztor unui curent ascendent, pentru valorile obinuite alecaracteristicilor fizice ale pmnturilor: n=40% i s=26.5kN/m

3, prin egalarea relaiilor (3.4).i (3.5), aproximnd icr=1, rezult adncimea minim de ncastrare a elementului de sprijin ietanare sub fundul excavaiei:

)1(2

Ch

t (3.5)

n mod obinuit se ia n considerare un coeficient de siguran C=2 i relaia (3.6)devine: mht 2/ (3.6)


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

38/92

Pagina 36 / 58

Pentru calculul afluxului de ap n groapa de excavare se poate utiliza formula:

qkhL/ora]Q[m3 (3.7)

n care

th

h

H

thfq ; este un debit specific adimensional dat n tabelul 3.2; ]/[ oramk -

coeficientul de permeabilitate, h[m] denivelarea iL[m] lungimea peretelui de sprijin.

Tabelul 3.2: Valorile debitului specific adimensional q=f(H,h,t)

th

h

H

th

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95

0,00 1,02 0,80 0,67 0,58 0,50 0,42 0,38 0,31 0,24 0,200,25 1,08 0,84 0,70 0,60 0,52 0,45 0,39 0,32 0,25 0,210,50 1,12 0,89 0,74 0,64 0,56 0,48 0,41 0,34 0,27 0,22

0,75 1,20 0,95 0,81 0,70 0,61 0,53 0,46 0,39 0,3 0,231,00 1,39 1,13 0,98 0,88 0,78 0,70 0,61 0,52 0,42 0,36

c. Excavaii executate cu taluzuri libere, sub protecia ecranelor de etanare

(1) n cazul unor fundaii adnci care trebuie s se execute sub nivelul apei subterane, norizonturi acvifere puternic permeabile, excavaiile se execut sub protecia unor ecraneetane care, de regul, se duc pn la primul strat impermeabil situat sub cota de fundare(figura 3.5). Deoarece n acest caz ecranele au rolul de a asigura numai etanarea terenului

permeabil, de regul, acestea se execut din noroi autontritor.

(2) Distana dde la limita spturii pn la ecranul de etanare se stabilete pe baz de calculede stabilitate a taluzurilor. Distana dtrebuie s fie suficient de mare ca n cazul produceriiunor alunecri ale taluzurilor s nu fie afectat ecranul.

Fig. 3.5: Amplasarea ecranului de etanare fa de taluzul excavaiei:a-seciune; b-vedere n plan; 1-ecran de etanare; 2-pomp de epuizment


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

39/92

Pagina 37 / 58

(3) Dac ecranul este bine executat, volumul de ap Vw ce trebuie evacuat prin pomparedirect se poate evalua cu relaia:

VnmV ew 1001][ 3 (3.8)

n care neeste porozitatea efectiv a pmntului din incint, pn la cota de excavare, iar V[m3] volumul de pmnt din incint, situat ntre nivelul apei subterane i fundul spturii.

(4) n cazul n care nu se poate asigura o etanare perfect a incintei, datorit variaieilitologice a orizontului acvifer, n interiorul incintei de ecrane se pot executa i foraje deepuizment sau se pot folosi filtre aciculare (figura 3.6).

(5) Dup executarea ecranului de etanare, excavarea terenului se poate face concomitent cuevacuarea apei remanente din volumul de pmnt cuprins n spaiul din interiorul incintei deecrane, cu condiia ca denivelarea apei subterane s aib un avans fa de cota excavaiei, deminimum 1,50 - 2,00 m.

Fig. 3.6: Scheme de lucru n cazul n care ecranul de etanare este imperfect:a-cu foraje de epuizment; b-cu filtre aciculare

3.2.2. Epuizment prin foraje amplasate pe conturul excavaiei(1) Acest procedeu de coborre a nivelului apei subterane este foarte des folosit la executareaexcavaiilor i const din realizarea forajelor de epuizment amplasate pe conturul excavaieii pomparea simultan a acestora.

(2) Proiectarea unui sistem de denivelare a apei subterane prin foraje de epuizment trebuie sstabileasc numrul de foraje necesare i distana optim dintre acestea astfel nct, prin

pompare simultan, s se poat realiza coborrea apei subterane pn la cote stabilite nprealabil.

3.2.3. Epuizment cu instalaii de filtre aciculare(1) Procedeul de depresionare a straturilor acvifere cu ajutorul filtrelor aciculare se aplic la

pmnturile slab coezive, de tipul prafurilor nisipoase i nisipurilor fine prfoase, cupermeabilitate relativ sczut, susceptibile de antrenare hidrodinamic.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

40/92

Pagina 38 / 58

Fig. 3.7: Schem de principiu pentru un capt de nfigere a unui filtru acicular:a-n timpul nfigerii; b-n timpul depresionrii stratului acvifer

(2) n principiu, metoda de depresionare cu filtre aciculare const n introducerea n teren,prin apsare, batere, vibrare sau splare cu jet de ap sub presiune, a unor evi cu diametrul de2-3 (=57.5cm), prevzute la captul inferior cu un tub filtrant de 1-2mlungime, din eavde oel perforat i nfurat cu o sit din srm inoxidabil. Tubul filtrant are la parteainferioar un iu de forma unui pivot care favorizeaz nfigerea filtrului n pmnt.

(3) n cazul folosirii jetului de ap pentru nfigerea filtrului, pivotul de la partea inferioar atubului filtrant este prevzut cu o supap care permite trecerea apei ntr-un singur sens,conformfigurii 3.7.

(4) nfigerea filtrului prin apsare, batere sau vibrare are dezavantajul c pmntul din jurul

filtrului se ndeas, ceea ce are drept consecin reducerea porozitii i, implicit, reducereapermeabilitii.

(5) Introducerea filtrului prin jet de ap sub presiune prezint o serie de avantaje tehnice carefac ca acest sistem s fie preferat. Modul de introducere a filtrelor prin jet de ap sub presiuneeste ilustrat nfigura 3.8.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

41/92

Pagina 39 / 58

Fig. 3.8:Succesiunea fazelor de nfigere a filtrelor aciculare cu jet de ap sub presiune:1-filtru acicular; 2-furtun; 3-filtru invers; 4-dop de argil

(6) Jetul de ap introdus sub presiune de la 5-6 atpn la maxim 8-10at, disloc materialul iprovoac antrenarea acestuia ctre suprafaa terenului, prin exteriorul evii. n funcie deviteza curentului ascendent sunt transportate cu prioritate particulele fine crendu-se n jurulevii, pe o raz de 15-25cm, un filtru invers. Pe msura dislocrii i antrenrii materialului dectre jetul de ap, filtrul acicular ptrunde n teren sub greutatea proprie, fiind dirijat i

manevrat de ctre un muncitor.

(7) Denivelarea apei n filtrul acicular se poate face prin aspiraie de la suprafa cu ajutorulpompelor.

(8) Dac permeabilitatea terenului este mic, cum este n cazul prafurilor nisipoase inisipurilor fine prfoase, la suprafaa terenului, n jurul evii filtrului, pe o adncime de 1.0-1.5m, se realizeaz prin batere un dop de argil (figura 3.8). Filtrul se conecteaz la o pompde vacuum care creeaz o diferen de presiune ntre stratul acvifer i interiorul filtruluiacicular de pn la 0.7-0.8at, favoriznd trecerea forat a apei din strat n instalaia de filtre.

Fig. 3.9: Dispunerea electrozilor n cazul drenrii electroosmotice


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

42/92

Pagina 40 / 58

(9) n cazul pmnturilor fine nisipoase, prfoase, cu un procent mai ridicat de particule fineargiloase, pmnturi care cedeaz mai greu apa, aplicarea vacuumului poate fi nsoit dedrenarea electroosmotic.

(10) Drenarea electroosmotic se bazeaz pe crearea unei diferene de potenial ntre doi

electrozi metalici introdui n teren, dintre care unul, catodul, l constituie eava filtruluiacicular, conectat la polul negativ al unei surse de curent continuu de 30-60 voli, aceastaputnd fi un convertizor de sudur electric sau un grup electrogen iar cellalt, anodul, oborn sau eava metalic conectat la polul pozitiv al unei surse de curent (figura 3.9).

Fig. 3.10: Schema de amplasare a filtrelor acciculare pe conturul excavaiei

(11) Prin crearea unei diferene de potenial ntre cei doi electrozi, apa din porii pmntului,mpreun cu cationii metalici se deplaseaz ctre catod, adic spre filtrele aciculare, mrindeficacitatea acestora.

(12) Adncimea de introducere a filtrelor aciculare este de ordinul a 5-9m iar denivelrilemaxime ce se obin la peretele filtrului sunt de ordinul a 3-5m.

(13) Pentru coborrea nivelului apei subterane se folosesc baterii de filtre aciculare dispusepe conturul excavaiei, conform schemei dinfigura 3.10.

(14) Distana dintre filtrele aciculare se stabilete n funcie de permeabilitatea terenului i caordin de mrime, este de 1.0 - 1.5m.

(15) n cazul n care filtrele aciculare vacuumate sunt nsoite de instalaia electroosmotic,barele metalice, care constituie anozii, se introduc n teren dup un aliniament paralel cufiltrele aciculare (figura 3.11) i se amplaseaz ctre taluzul excavaiei astfel nct curgereaapei s se fac dinspre taluz ctre interiorul masivului de pmnt contribuind n felul acesta lamrirea stabilitii taluzului.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

43/92

Pagina 41 / 58

Fig. 3.11:Schema de amplasare a filtrelor aciculare (catozi)i a barelor metalice (anozi) pe conturul unei excavaii

(16) Dac este necesar coborrea nivelului apei subterane la adncimi mai mari de 4-5 m,filtrele aciculare se dispun n trepte, conformfigura 3.12.- se sap n uscat prima berm, la partea superioar a excavaiei, pn n apropierea niveluluiapei subterane;- se amplaseaz primul grup de filtre aciculare pe berma creat;- se deniveleaz apa i se continu excavarea terenului, crendu-se o nou berm, pe care seamplaseaz al doilea grup de filtre aciculare, care lucreaz concomitent cu primul grup;- dac este necesar se creeaz o a treia berm i se amplaseaz un nou grup de filtre aciculare.a.m.d. pn ce nivelul apei subterane poate fi cobort sub cota final de excavare.

Fig. 3.12:Schema de amplasare a filtrelor aciculare dispuse n trepte

3.2.4. Epuizment prin sifonare(1) n cazul unor gropi de excavare de dimensiuni mari, dac este necesar ca nivelul cobortal apei subterane s fie meninut pe o perioad de timp ndelungat, se poate aplica un sistemde drenaj conform schemei dinfigura 3.13.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

44/92

Pagina 42 / 58

Fig. 3.13: Schema de coborre a nivelului apei subterane prin sifonare:1-foraj de depresionare; 2-colector nchis etan; 3-plnie de amorsare; 4-vane;

5-pu cu fundul i pereii etani; 6-pomp submersibil; 7 - supap

(2) Procedeul const n executarea pe conturul incintei care urmeaz a fi excavat a unorguri de foraj echipate cu tuburi PVC (=70100mm). Tuburile respective sunt prevzute la

baz cu supape care permit circulaia apei numai ntr-un sens, din acvifer ctre tuburile devacuum.

(3) Forajele astfel executate se racordeaz la o conduct colector nchis etan, care coboarcu un capt ntr-un pu de pompare cu fundul i pereii etani, a crui adncime permitecoborrea nivelului apei sub cota la care se preconizeaz denivelarea apei n fiecare foraj.

(4) Dac morfologia terenului permite fixarea captului liber al conductei colectoare sub cotala care se dorete coborrea nivelului apei subterane i evacuarea liber a apei refulate,executarea puului colector i utilizarea pompei submersibile de evacuare a apei colectat numai sunt necesare.

(5) Punerea n funciune a sistemului de drenaj se face prin etanarea ntregului sistem,umplerea acestuia cu ap, printr-un punct de alimentare situat la cota cea mai ridicat,

prevzut cu o plnie i o van de nchidere i pomparea apei din puul colector.

(6) Prin deschiderea vanei (4)de pe conducta colector, montat la intrarea acesteia n puul depompare, n conducta colector se creeaz vacuum care provoac absorbia apei din foraje ievacuarea acesteia, prin sifonare ctre puul de pompare. Curgerea apei din foraje ctre puulde pompare nceteaz cnd nivelul apei din pu se situeaz la cota nivelului apei n stratulacvifer. Cobornd nivelul apei n puul de pompare, sub nivelul apei din strat, sistemul dedrenaj reintr n funciune. Reglarea denivelrii apei n foraje se face prin variaia niveluluide pompare n puul colector. Denivelarea posibil a apei subterane prin sifonare este demaximum 6-7 m.

3.2.5. Epuizment prin foraje autodescrctoare, cu drenare descendent sau ascendent(1) Drenajul prin autodescrcare poate fi descendent, cnd stratul colector se afl la cotinferioar acviferului (figura 3.14), sau ascendent, cnd stratul acvifer se afl sub presiune i

poate deversa liber, artezian (figura 3.15).


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

45/92

Pagina 43 / 58

(2) Drenajul descendent, prin foraje autodescrctoare se aplic pentru evacuareagravitaional a apei dintr-un strat acvifer superior sau direct din groapa de fundare, ntr-unstrat acvifer inferior n care nivelul hidrostatic sau piezometric este inferior celui din stratulsuperior. Drenajul gravitaional va nceta cnd nivelurile apei din cele dou acvifere seegaleaz.

Fig. 3.14: Schema de depresionare a unui acvifer freatic, prin foraje autodescrctoare,ntr-un acvifer captiv, cu nivel liber

Fig. 3.15: Schema de reducere a subpresiunilor prin foraje autodescrctoare ascendente:1-pomp de epuizment, 2-foraj autodescrctor

(3)Drenajul ascendent,prin foraje autodescrctoare, se aplic n cazul gropilor de fundarecu fundul spturii situat n straturi de pmnt impermeabil sub care se gsesc orizonturiacvifere sub presiune (figura 3.15). Acest tip de drenaj se execut cu scopul reduceriisubpresiunii pe care o exercit acviferul captiv, sub presiune, situat sub groapa de excavare.

(4) n astfel de situaii, pe msur ce excavaiile se adncesc, grosimea orizontuluiimpermeabil de la baza excavaiei se reduce treptat i la un moment dat poate apreapericolul ca subpresiunea care acioneaz asupra stratului impermeabil s produc rupereaacestuia. Aceast situaie poate s apar cnd:

10

h

hw

(3.9)

n care w este greutatea specific a apei iar este greutatea volumic a pmntului dedeasupra orizontului acvifer (figura 3.15).

(5) Pentru a ndeprta acest pericol este necesar ca raportul exprimat prin relaia (3.10)s fien permanen subunitar. Acest lucru se poate realiza uor prin coborrea nivelului

piezometric al apei din orizontul acvifer captiv aflat subpresiune cu ajutorul unor foraje


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

46/92

Pagina 44 / 58

autodescrctoare care deverseaz liber n groapa de fundare (figura 3.15). Apa deversatliber din foraje este captat pe conducte sau rigole deschise ntr-un bazin de unde este

pompat n afara gropii de fundare.

3.2.6. Epuizment prin grupuri de foraje care lucreaz n interferen

(1) Dac dou sau mai multe foraje hidrogeologice sunt exploatate simultan i distana dintreele este mai mic dect suma razelor de influen ale acestora, forajele respective intr ninterferen, influenndu-se reciproc (figura 3.16).

r1-2

Fig. 3.16: Foraje hidrogeologice care lucreaz n interferen

(2) n cazul n care forajele lucreaz n interferen suprafaa depresionat a acviferului,corespunztoare grupului de foraje, va cpta o form mai complicat. Cunoaterea ecuaiilorcare definesc aceast suprafa este foarte important pentru proiectarea sistemelor decoborre a nivelului apei subterane pentru executarea fundaiilor construciilor.

a. Foraje perfecte n strat acvifer cu nivel liber

(1) Considernd curgerea apei n regim permanent, pentru determinarea cotei nivelului apeisubterane ntr-un punct M din zona de influen a grupului de foraje luat n consideraie(figura 3.17) se aplic relaia:

)]log(1

[log73.0 21022

nrrrn

Rk

QHh (3.11)

n care termenii au urmtoarele semnificaii:h nlimea apei subterane n punctul M, n timpul pomprii n regim staionar;

H nlimea apei subterane n punctul M, n condiii naturale;Q0 debitul de epuizment nsumat al tuturor forajelor din sistem;

R raza de influen a grupului de foraje care alctuiesc sistemul de epuizment;r1..rn distana de la fiecare foraj de epuizment la punctul de calcul M;n numrul forajelor de epuizment;k coeficientul de permeabilitate;C centrul de greutate al grupului de foraje de epuizment (figura 3.17).


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

47/92

Pagina 45 / 58

Fig. 3.17: Schema amplasrii punctului M pentru calculul nlimii h

(2) La limita zonei de influen a grupului de foraje r=Ri h=H.

(3) n cazul amplasrii forajelor pe un contur circular cu raza (figura 3.18), astfel nctdistana de la fiecare foraj la centrul grupului s fie:

nrrr 21 (3.12)n centrul conturului h=hci ecuaia (3.11) devine:

R

k

QHhc log73.0 022 (3.13)

(4) Cnd forajele sunt dispuse pe un contur de form dreptunghiular, de lungimeLi limeB(figura 3.19), raza echivalent a grupului de foraje se poate evalua cu relaia:

4][

BLm

(3.14)

n care este un coeficient a crui mrime depinde de raportulB/Li se determin din tabelul3.3.

Tabelul 3.3: Valoarea coeficientului

B/L 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6-1,00 1,00 1,08 1,12 1,14 1,16 1,17 1,18


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

48/92

Pagina 46 / 58

Fig. 3.18: Distribuia forajelor depompare pe contur circular

-Fig. 3.19:Distribuia forajelor de pompare pe

contur dreptunghiular

(5) Dac forajele au o dispoziie oarecare, centrul grupului se admite a fi situat n centrul degreutate al acestuia (figura 3.20). Calculul razei echivalente a grupului de foraje dispuseneuniform se poate face i cu relaia:

AAm 565.0/][ (3.15)n careAeste suprafaa conturului delimitat de forajele de pompare, sau cu relaia:

nnrrr 21 (3.16)

(6) Raza de influenRa grupului de foraje se poate evalua pe baza relaiilor din tabelul 2.3,n care S [m] este denivelarea calculat n centrul C al grupului; H [m] este nlimeacoloanei de ap n stratul acvifer i keste coeficientul de permeabilitate al acviferului.

(7) Cnd grupul de foraje se afl n apropierea unui ru, la distana dde acesta, n locul razeide influenRa grupului, se ia n considerare distana d.

Fig. 3.20: Echivalarea efectului grupului de foraje cu efectul unui foraj echivalent cu raza i razade influen R. Pentru cazul general, punctul C este situat n centrul de greutate al grupului


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

49/92

Pagina 47 / 58

b. Foraje perfecte n strat acvifer sub presiune(1) Pornind de la ecuaia corespunztoare forajului perfect executat n strat acvifer sub

presiune i urmnd acelai raionament, ca i n cazul acviferului cu nivel liber, se ajunge laecuaia suprafeei de depresiune sub forma:

)]log(1[log73.0 210

nrrrn

RMk

QHh

(3.17)

(2) Aceast ecuaie corespunde suprafeei de denivelare creat de foraje perfecte din care seextrag debite egale.

(3) Dac forajele sunt dispuse pe un contur circular de raz nlimea coloanei de ap ncentrul conturului este dat de expresia:

R

Mk

QHhc log73.0

0

(3.18)

(4) Pentru straturi acvifere mixte (figura 2.15) relaiile de calcul sunt asemntoare celorcorespunztoare stratului acvifer sub presiune.

(5) Aplicarea metodologiei privind calculul sistemului de epuizment printr-un grup de forajecare intr n interferen este prezentat n Anexa A, care face parte integrant din prezentulnormativ.

(6) Pentru sisteme de epuizment de dimensiuni mari, aferente unor amplasamente dificile nceea ce privete complexitatea acviferelor i prezena unor elemente de construcii subterane(fundaii adnci, tuneluri i staii de metrou, reele de canalizare, sisteme de drenare a apeisubterane .a.) este recomandabil ca evaluarea parametrilor hidrogeologici pentrudimensionarea i verificarea eficacitii lucrrilor de epuizment s se realizeze iexperimental, prin grupuri de pompare care s includ piezometre pentru observaii pe durataexperimentului.

(7) n funcie de complexitatea sistemului de epuizment, proiectantul trebuie s aib pregtitesoluii de rezerv ce pot fi aplicate n cazul n care sistemul de epuizment nu rspundesatisfctor condiiilor reale din teren. ntre astfel de soluii de rezerv se menioneazcreterea debitului de pompare, prin mrirea denivelrii n limite admisibile sau prin

suplimentarea numrului de foraje de epuizment.(8) n situaii speciale, ca de exemplu executarea fundaiilor n sistemul de sus n jos (top-down) de multe ori suplimentarea forajelor de epuizment n interiorul incintei nu mai este

posibil. n astfel de situaii, poate fi necesar suplimentarea numrului forajelor deepuizment amplasate n afara limitelor incintei, pe proprieti care nu aparin beneficiaruluiconstruciei. Pentru astfel de situaii proiectul trebuie s conin soluii suplimentare care potfi aplicate n caz de nevoie.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

50/92

Pagina 48 / 58

CAPITOLUL 4. MONITORIZAREA LUCRRILOR DE EPUIZMENTE

(1) Proiectul de epuizment reprezint una dintre componentele proiectului general de execuiei monitorizare a excavaiilor i, n consecin, trebuie corelat cu prevederilor reglementrilortehnice privind celelalte componente ale proiectului general.

(2) Monitorizarea, care se refer strict la lucrrile de epuizment, privete doi parametri:a) variaia nivelului apei subterane n perioada de epuizment i reflectarea acesteia n

stabilitatea general a terenului din amplasamentul construit pentru care se efectueazepuizmentul, ct i a zonelor adiacente acestuia n care se resimte influena epuizmentului(posibile tasri prin subsiden, eventuale apariii de antrenri hidrodinamice ale pmnturilornecoezive, concentrarea subpresiunilor pe anumite elemente ale gropilor de excavaie care ar

putea provoca ruperi hidraulice, refulri de nisip .a.);b) evoluia fenomenelor de antrenare hidrodinamic a particulelor fine din orizonturile

acvifere, sub form de sufozii sau eroziuni hidrodinamice.

(3) Monitorizarea variaiei nivelului apei subterane se realizeaz prin msurtori sistematiceale nivelului apei n foraje piezometrice. Dou exemple de foraj piezometric sunt redate n

figura 4.1.

Fig. 4.1: Piezometre deschise.a- piezometru montat ntr-o gaur de foraj; b-piezometru nfipt prin presare

(4) Monitorizarea piezometric se face n mod obligatoriu pe perioada efecturiiepuizmentului iar, din motive obiective, se poate prelungi i n perioada post epuizment.

(5) Rezultatele msurtorilor piezometrice pot fi valorificate sub form de hri diferite: cu

hidroizofreate, hidroizohipse, hidroizopieze, evaluarea gradienilor hidraulici, direcii dedistribuie a curenilor subterani, etc.


7/24/2019 Geo m. of. 0597bis

51/92

Pagina 49 / 58

CAPITOLUL 5. DEZAFECTAREA ECHIPAMENTELOR DEEPUIZMENT

(1) Dezafectarea unui sistem de epuizment poate ncepe numai dup ndeplinirea unorcondiii obligatorii:

- Lucrrile de excavaii i elementele de rezisten i etanare ale structurii fundaiei sunt ntr-un stadiu suficient de avansat pentru a fi eliminat orice risc privind instabilitatea prin flotaresau de oricare alt natur a construciei, n condiiile n care nivelul apei subterane va revenila cotele iniiale (prevederile din reglementrile tehnice referitoare la cerinele de proiectare,execuie i monitorizare a excavaiilor adnci n zone urbane, n vigoare, precum i cele dinstandardele SR EN 1997-1 i SR EN 1997-2);

- Sistemul de monitorizare general privind nregistrarea deformaiilor terenului iconstruciilor adiacente din zona de influen a lucrrilor de epuizment va fi n stare defuncionare (STAS 2745; reglementrile tehnice n vigoare privind determinarea deplasrii

construciilor datorate deformaiilor terenului de fundare);

- Coloanele filtru, neperforate, de deasupra radierului fundaiei precum i tuburilepiezometrice vor fi prelungite pn la cel puin 1,00mdeasupra cotei naturale a nivelului apeisubterane, pentru a preveni posibilitatea deversrii apei n subsolurile cldirii n cazul opririi

pomprii.

(2) Scoaterea din funciune a sistemului de epuizment se va face prin oprirea ealonat apompelor, dup un program prestabilit, astfel nct s se poat asigura o ridicare uniform anivelului apei subterane, cu o vitez de ordinul a cel mult 1,00m/ 24 ore.

(3) Pe parcursul revenirii nivelului apei subterane la cotele iniiale, monitorizarea va fi atentefectuat i va consta din observaii efectuate n spaiile din subsolurile cldirii cu privire laexistena unor posibile exfiltraii din pereii fundaiei, hidroizolaii defecte, etanriineficiente la strpungerea pereilor de rezisten de ctre conducte, elemente de canalizare,cabluri .a. n cazul n care se vor constata astfel de fenomene, sistemul de epuizment se varepune n funciune pn la remedierea viciilor constatate. Concomitent cu dezafectareasistemului de epuizment se vor efectua msurtori de deformaii ale radierului din subsolulcldirii i ale pereilor verticali, precum i n zonele din exterior, adiacente construciei(STAS 2745; regle

Geo m. of. 0597bis

Documents

Transcript of Geo m. of. 0597bis