GHID PRIVIND PROIECTAREA GEOTEHNICĂ, indicativ GP 129-2014

2

GHID PRIVIND PROIECTAREA GEOTEHNIC, indicativ GP 129-2014

3

CUPRINS: CAPITOLUL 1. GENERALITI 1.1. Obiect i domeniu de aplicare 1.2. Simboluri 1.3. Documente normative de referin CAPITOLUL 2. EVALUAREA RISCULUI GEOTEHNIC CAPITOLUL 3. INVESTIGAREA TERENULUI CAPITOLUL 4. ELABORAREA STUDIULUI GEOTEHNIC CAPITOLUL 5. ELEMENTE ALE PROIECTRII GEOTEHNICE 5.1. Situaii de proiectare 5.2. Proiectarea geotehnic prin calcul

5.2.1. Aciuni 5.2.2. Proprietile terenului 5.2.3. Strile limite ultime 5.2.4. Starea limit de exploatare (serviciu)

5.3. Memoriul geotehnic 5.4. Determinarea valorilor caracteristice i de calcul ale parametrilor geotehnici

5.4.1. Stabilirea valorilor caracteristice ale parametrilor geotehnici prin estimare prudent 5.4.2. Stabilirea valorilor caracteristice ale parametrilor geotehnici prin utilizarea metodelor

statistice 5.4.3. Stabilirea valorilor de calcul (proiectare) ale parametrilor geotehnici

CAPITOLUL 6. PROIECTAREA GEOTEHNIC A FUNDAIILOR DE SUPRAFA 6.1. Stri limit 6.2. Metode de proiectare 6.3. Proiectarea la starea limit ultim 6.4. Proiectarea la starea limit de exploatare (serviciu) CAPITOLUL 7. PROIECTAREA GEOTEHNIC A FUNDAIILOR PE PILOI 7.1. Stri limit 7.2. Aciuni i situaii de proiectare 7.3. Metode de proiectare i consideraii referitoare la proiectare 7.4. ncrcri de prob pe piloi 7.5. Piloi expui la solicitri axiale

7.5.1. Capacitatea portant la compresiue 7.5.2. Capacitatea portant la traciune 7.5.3. Deplasri verticale ale fundaiilor pe piloi

7.6. Piloi solicitai transversal 7.7. Proiectarea structural a piloilor 7.8. Supravegherea execuiei CAPITOLUL 8. PROIECTAREA GEOTEHNIC A ANCORAJELOR N TEREN 8.1. Stri limit caracteristice ancorajelor 8.2. Situaii i aciuni de proiectare 8.3. Abordri de calcul specifice ancorajelor 8.4. Calculul la starea limit ultim 8.5. Calculul la starea limit de exploatare (serviciu) CAPITOLUL 9. PROIECTAREA GEOTEHNIC A LUCRRILOR DE SUSINERE 9.1. Generaliti 9.2. Stri limit 9.3. Aciuni i situaii de proiectare 9.4. Metode de proiectare

4

9.5. Evaluarea presiunii pmntului 9.6. Ziduri de sprijin

9.6.1. Calculul la starea limit ultim a zidurilor de sprijin 9.6.2. Proiectarea structural a zidurilor de sprijin

9.6.3. Verificarea la starea limit de exploatare (serviciu) a zidurilor de sprijin 9.7. Perei de susinere

9.7.1. Calcul la starea limit ultim 9.7.2. Proiectarea structural a pereilor de susinere 9.7.3. Cedarea hidraulic n cazul pereilor de susinere

CAPITOLUL 10. PROIECTAREA GEOTEHNIC A LUCRRILOR SUPUSE RISCULUI CEDRII DE NATUR HIDRAULIC 10.1. Generaliti 10.2. Cedarea prin aciunea presiunii hidrostatice (UPL)

10.2.1. Descrierea fenomenului UPL 10.2.2. Coeficienii de siguran

10.3. Cedarea hidraulic a terenului sub aciunea curentului ascendent de ap (HYD) 10.3.1. Descrierea fenomenului HYD 10.3.2. Coeficienti de siguran

CAPITOLUL 11. PROIECTAREA GEOTEHNIC A MASIVELOR DE PMNT N PANT 11.1. Generaliti 11.2. Aspecte specifice de calcul

11.2.1. Calcule la starea limit ultim 11.2.2. Calculul la starea limit de serviciu

11.3. Activiti de monitorizare Anexa A (informativ) EXEMPLE DE CALCUL A1. Exemple de calcul privind stabilirea valorilor caracteristice ale parametrilor geotehnici, de utilizat n calcule de deformaii i de capacitate portant A2. Exemple de calcul privind proiectarea geotehnic a fundaiilor de suprafa A3. Exemple de calcul privind proiectarea geotehnic a fundaiilor pe piloi A4. Exemple de calcul privind proiectarea geotehnic a ancorajelor n teren A5. Exemple de calcul privind proiectarea geotehnic a lucrrilor de susinere A6. Exemple de calcul privind proiectarea geotehnic a lucrrilor supuse riscului cedrii de natur hidraulic A7. Exemple de calcul privind proiectarea geotehnic a masivelor de pmnt n pant

5

CAPITOLUL 1. GENERALITI 1.1. Obiect i domeniu de aplicare Prezentul ghid se utilizeaz la proiectarea geotehnic a fundaiilor de suprafa, fundaiilor pe piloi, ancorajelor, lucrrilor de susinere, lucrrilor supuse riscului cedrii de natur hidraulic, taluzurilor i rambleurilor.

Prezentul ghid are drept obiect prezentarea etapelor proiectrii geotehnice pe baza sistemului de reglementri tehnice n domeniu, din care fac parte:

- NP 074 Normativ privind documentaiile geotehnice pentru construcii - NP 112 Normativ privind proiectarea fundaiilor de suprafa (Partea I: Proiectarea

geotehnic a fundaiilor de suprafa) - NP 114 Normativ privind proiectarea geotehnic a ancorajelor n teren - NP 120 Normativ privind cerinele de proiectare, execuie i monitorizare a excavaiilor

adnci n zone urbane - NP 122 Normativ privind determinarea valorilor caracteristice i de calcul ale parametrilor

geotehnici - NP 123 Normativ privind proiectarea geotehnic a fundaiilor pe piloi - NP 124 Normativ privind proiectarea geotehnic a lucrrilor de susinere - NP 125 Normativ privind fundarea construciilor pe pmnturi sensibile la umezire

colapsibile - NP 126 Normativ privind fundarea construciilor pe pmnturi cu umflri i contracii mari - NP 134 Normativ privind proiectarea geotehnic a lucrrilor de epuizmente.

Capitolele ghidului parcurg etapele proiectrii geotehnice, dup cum urmeaz: - Capitolul 2 se refer la evaluarea riscului geotehnic, cu utilizarea conceptului de categorie

geotehnic. - Capitolul 3 are drept obiect investigarea terenului. - Capitolul 4 este consacrat elaborrii i verificrii Studiului geotehnic. - Capitolul 5 cuprinde elemente ale proiectrii geotehnice aplicate n reglementrile tehnice

naionale armonizate cu standardul SR EN 1997-1. - Capitolele 6 ... 11 sunt consacrate proiectrii geotehnice a principalelor tipuri de structuri

geotehnice: fundaii de suprafa, fundaii pe piloi, ancoraje, lucrri de susinere, lucrri supuse riscului cedrii de natur hidraulic, taluzuri i rambleuri.

Prevederile ghidului sunt armonizate cu prevederile standardelor SR EN 1997-1 i SR EN 1997-2 privind proiectarea geotehnic.

Prezentul ghid se adreseaz proiectanilor, verificatorilor de proiecte i experilor tehnici n scopul facilitrii aplicrii prevederilor reglementrilor tehnice enumerate la pct. 1.1, ct i ale standardelor SR EN 1997-1 i SR EN 1997-2, mpreun cu anexele lor naionale, cu care acestea au fost armonizate. 1.2 Simboluri n prezentul ghid se utilizeaz urmtoarele simboluri:

Litere LATINE

A aria total a bazei fundaiei de suprafa A aria efectiv (redus) a bazei fundaiei de suprafa

6

Ab suprafaa bazei unui pilot As;i suprafaa lateral a pilotului n stratul i Ac aria comprimat a bazei fundaiei de suprafa ad valoarea de calcul a datelor geometrice anom valoarea nominal a datelor geometrice

a modificarea adus valorii nominale a datelor geometrice B limea (latura mic) a bazei fundaiei rectangulare sau diametrul bazei fundaiei

circulare (cap.6) b limea unei fundaii (cap.9) B limea efectiv (redus) a fundaiei (cap.6) b limea efectiv a unei fundaii (cap.9) Cd valoarea de calcul limit a efectului unei aciuni c coeziunea pmntului c' coeziunea efectiv (n termeni de eforturi efective) cu;d valoarea de calcul a coeziunii drenate cu coeziunea nedrenat cu;d valoarea de calcul a coeziunii nedrenate D adncimea de fundare D fraciunea din amortizarea critic (cap.3) De adncimea echivalent de ncastrare d distana dintre marginea fundaiei i marginea taluzului (cap.6) d diametrul sau latura maxim a seciunii pilotului (cap.7) E valoarea efectului aciunilor Ed valoarea de calcul a efectului aciunilor Eoed modulul edometric Es modulul de deformaie liniar Estb;d valoarea de calcul a efectului aciunilor stabilizatoare Edst;d valoarea de calcul a efectului aciunilor destabilizatoare e excentricitatea componentei verticale a unei aciuni totale fa de centrul de

greutate al bazei fundaiei de suprafa eB excentricitatea prin raport cu axa longitudinal a bazei fundaiei de suprafa eL excentricitatea prin raport cu axa transversal a bazei fundaiei de suprafa Fc;d

valoarea de calcul a ncrcrii axiale de compresiune asupra unui pilot sau a unui grup de piloi

Fd valoarea de calcul a unei aciuni Fk valoarea caracteristic a unei aciuni Frep valoarea reprezentativ a unei aciuni Ft;d

valoarea de calcul a ncrcrii de smulgere axial asupra unui pilot sau a unui grup de piloi supui la smulgere

Ftr;d

valoarea de calcul a ncrcrii transversale asupra unui pilot sau a unei fundaii pe piloi

G aciunea vertical permanent G modulul dinamic de deformaie transversal (cap.3) Gdst;d valoarea de calcul a aciunilor verticale permanente destabilizatoare pentru

verificarea la subpresiune Gstb;d valoarea de calcul a aciunilor verticale permanente stabilizatoare pentru

verificarea la subpresiune Gstb;d valoarea de calcul a aciunilor verticale permanente stabilizatoare pentru

verificarea la cedare hidraulic a fundului spturii (cu greutatea submersat) H aciunea orizontal sau componenta orizontal a unei aciuni totale aplicat

7

paralel cu baza fundaiei (cap.6) Hd valoarea de calcul a lui H H adncimea de nghe H nivelul apei pentru verificarea la cedare hidraulic a fundului spturii (cap.10) h nlimea unui zid h' nlimea unei prisme de pmnt pentru verificarea la cedare hidraulic a

fundului spturii hw;k valoarea caracteristic a nlimii coloanei de ap fa de talpa unei prisme de

pmnt pentru verificarea la cedare hidraulic a fundului spturii i gradientul hidraulic K0 coeficient al presiunii n stare de repaus a pmntului K0; coeficient al presiunii n stare de repaus ntr-un masiv de pmnt a crui

suprafa este nclinat cu unghiul fa de orizontal k raportul d/cv;d ka coeficientul presiunii active kp coeficientul presiunii pasive L lungimea (latura mare) a bazei fundaiei rectangulare sau a sistemului de fundare

(cap.6) l lungimea fundaiei (cap.9) L lungimea efectiv (redus) a fundaiei (cap.6) l lungimea efectiv a fundaiei (cap.9) Q aciune variabil, vertical sau nclinat Qdst;d valoarea de calcul a aciunilor verticale destabilizatoare la verificarea la

subpresiune q presiunea din greutatea pmntului la nivelul bazei fundaiei qb;k valoarea caracteristic a presiunii pe baz qs;i;k valoarea caracteristic a rezistenei de frecare lateral n stratul i P ncrcarea asupra unui ancoraj Pd valoarea de calcul a lui P Ra rezistena la smulgere a unui ancoraj Ra;d valoarea de calcul a lui Ra Ra;k valoarea caracteristic a lui Ra Rd valoarea de calcul a rezistenei fa de o aciune Rb;cal

rezistena la baza unui pilot, la starea limit ultim, dedus pe baza rezultatelor ncercrilor asupra pmntului

Rb;d valoarea de calcul a rezistenei pe baz a pilotului Rb;k valoarea caracteristic a rezistenei pe baz a pilotului Rc rezistena la compresiune a terenului n contact cu pilotul, la starea limit ultim Rc;cal valoarea calculat a lui Rc pe baza rezultatelor ncercrilor asupra pmntului (Rc;cal)med valoarea medie a lui Rc;cal (Rc;cal)min valoarea minim a lui Rc;cal Rc;d valoarea de calcul a lui Rc Rc;k valoarea caracteristic a lui Rc Rc;m valoarea msurat a lui Rc n una sau mai multe ncrcri de prob pe piloi (Rc;m)med valoarea medie a lui Rc;m (Rc;m)min valoarea minim a lui Rc;m

8

Rp;d valoarea de calcul a forei datorat presiunii pmntului asupra feei unei fundaii Rs;d valoarea de calcul a rezistenei de frecare pe suprafaa lateral a pilotului Rs;cal

valoarea ultim a rezistenei de frecare pe suprafaa lateral a pilotului, calculat cu utilizarea parametrilor pmntului stabilii pe baza rezultatelor ncercrilor

Rs;k valoarea caracteristic a rezistenei de frecare pe suprafaa lateral a unui pilot Rt rezistena la traciune a unui pilot sau a unui grup de piloi Rt;cal valoarea calculat a lui Rt pe baza rezultatelor ncercrilor asupra pmntului (Rt;cal)med valoarea medie a lui Rc;cal

(Rt;cal)min valoarea minim a lui Rc;cal Rt;d valoarea de calcul a rezistenei la traciune a unui pilot sau a unui grup de piloi

(cap.7) Rt;d valoarea de calcul a rezistenei la smulgere a structurii unui ancoraj (cap.8) Rt;k valoarea caracteristic a rezistenei la traciune a unui pilot sau a unui grup de piloi Rt;m valoarea msurat a lui Rt n una sau mai multe ncrcri de prob pe piloi (Rt;m)med valoarea medie a lui Rt,m (Rt;m)min valoarea minim a lui Rt,m Rtr;d valoarea de calcul a rezistenei pilotului ncrcat transversal Sdst;d valoarea de calcul a forei curentului destabilizatoare n teren Sdst;k valoarea caracteristic a forei curentului destabilizatoare n teren s tasarea total s0 tasarea instantanee (imediat) s1 tasarea de consolidare s2 tasarea prin curgere lent (tasare secundar) Td valoarea de calcul a rezistenei la forfecare dezvoltat asupra prii unei structuri

n contact cu terenul u presiunea apei din pori udst;d valoarea de calcul a presiunii totale destabilizatoare a apei din pori U perimetrul seciunii transversale a pilotului

V aciunea vertical sau componenta vertical a unei aciuni totale aplicat la baza fundaiei de suprafa

Vd valoarea de calcul a lui V Vd valoarea de calcul a aciunii verticale efective sau componenta normal a

rezultantei aciunilor efective aplicate asupra bazei fundaiei de suprafa Vdst;d valoarea de calcul a aciunii verticale destabilizatoare Vdst;k valoarea caracteristic a aciunii verticale destabilizatoare Xd valoarea de calcul a proprietii unui material Xk valoarea caracteristic a proprietii unui material z distana vertical

Litere GRECETI

nclinarea fa de orizontal a bazei fundaiei de suprafa unghiul taluzului fa de orizontal (cap 6) unghiul pantei terenului n spatele unui zid (se consider pozitiv cnd este n

sus) (cap 9)

9

unghiul de nclinare a lui Q fa de vertical (cap 6) unghiul de frecare la interfaa structur-teren (cap 9) d valoarea de calcul a lui a unghiul de frecare la interfaa fundaie teren, n planul bazei greutatea volumic a pmntului ' greutatea volumic submersat a coeficient parial pentru ancoraje b coeficient parial pentru rezistena pe baz a unui pilot c' coeficient parial pentru coeziunea efectiv cu coeficient parial pentru coeziunea nedrenat E coeficient parial pentru efectul unei aciuni f coeficient parial pentru aciuni, care ine cont de posibilitatea unor abateri

nefavorabile ale valorilor aciunilor prin raport cu valorile lor reprezentative F coeficient parial pentru o aciune G coeficient parial pentru o aciune permanent G;dst coeficient parial pentru o aciune permanent destabilizatoare G;stb coeficient parial pentru o aciune permanent stabilizatoare l coeficient de importan n funcie de durata de existen a lucrrii de susinere m coeficient parial pentru un parametru al pmntului (o proprietate a

materialului) m;i coeficient parial pentru un parametrul al pmntului n stratul i M coeficient parial pentru un parametru al pmntului care ine cont de

incertitudinile asupra modelului Q coeficient parial pentru o aciune variabil qu coeficient parial pentru rezistena la compresiune monoaxial R coeficient parial pentru o rezisten R;d coeficient parial care ine cont de incertitudinile asupra modelului de rezisten R;e coeficient parial pentru rezistena pmntului R;h coeficient parial pentru rezistena la alunecare R;v coeficient parial pentru capacitate portant s coeficient parial pentru rezistena prin frecare pe suprafaa lateral a unui pilot S;d coeficient parial pentru incertitudinile n modelarea efectelor aciunilor Q;dst coeficient parial pentru o aciune destabilizatoare care provoac o cedare

hidraulic Q;stb coeficient parial pentru o aciune stabilizatoare care se opune cedrii hidraulice t coeficient parial pentru rezistena total a unui pilot w greutatea volumic a apei coeficient parial pentru unghiul de frecare intern (se aplic la tg ) coeficient parial pentru greutatea volumic a pmntului unghiul de rotire a bazei fundaiei fa de orizontal sau nclinarea paramentului

zidului de sprijin factor pentru conversia de la valoarea caracteristic la valoarea reprezentativ stb;d valoarea de calcul pentru efortul total vertical stabilizator 'h;0 componenta orizontal a presiunii efective a pmntului n stare de repaus (z) efortul normal asupra unei lucrri de susinere la adncimea z

10

(z) efort tangenial n lungul unei lucrri de susinere la adncimea z unghiul de frecare intern ' unghiul de frecare intern n termeni de eforturi efective d valoarea de calcul a lui ' cv unghiul de frecare intern la starea critic cv;d valoarea de calcul a lui cv

coeficient de corelare n funcie de numrul de piloi ncercai sau profilelor de stratificaie

coeficient de frecare 1.3. Documente de referin

1.3.1. Reglementri tehnice

Nr. crt. Acte legislative

Act normativ prin care se aprob reglementarea tehnic/publicaia

1. Normativ privind ncercarea n teren a piloilor de prob i a piloilor din fundaii, indicativ NP 045 2000

Ordinul ministrului lucrrilor publice i amenajrii teritoriului nr. 264/N/02.11.2000, publicat n Buletinul Construciilor nr. 7/2001

2. Normativ privind documentaiile geotehnice pentru construcii, indicativ NP 074 2014

Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i administraiei publice nr. 1330 din 17.07.2014, publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I bis nr. 597 din 11.08.2014

3. Normativ privind proiectarea fundaiilor de suprafa, indicativ NP 112 2014


4. Normativ privind proiectarea geotehnic a ancorajelor n teren, indicativ NP 114 2014


5. Normativ privind cerinele de proiectare, execuie i monitorizare a excavaiilor adnci n zone urbane, indicativ NP 120 2014


6. Normativ privind determinarea valorilor caracteristice i de calcul ale parametrilor geotehnici, indicativ NP 122:2010

Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i turismului nr. 2690 din 29.12.2010, publicat n Monitorul Oficial al Romniei Partea I, nr. 158 bis din 4.03.2011

7. Normativ privind proiectarea geotehnic a fundaiilor pe piloi, indicativ NP 123:2010

Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i turismului nr. 2691din 29.12.2010, publicat n Monitorul Oficial al Romniei Partea I, nr. 158 bis din 4.03.2011

8. Normativ privind proiectarea geotehnic a lucrrilor de susinere, indicativ NP 124:2010


11

Nr. crt.

Acte legislative Act normativ prin care se aprob reglementarea tehnic/publicaia

9. Normativ privind fundarea construciilor pe pmnturi sensibile la umezire, indicativ NP 125:2010


10. Normativ privind fundarea construciilor pe pmnturi cu umflri i contracii mari, indicativ NP 126:2010

Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i turismului nr. 115 din 31.05.2012, publicat n Monitorul Oficial al Romniei Partea I nr. 397 bis din 13.06.2012

11. Normativ privind proiectarea geotehnic a lucrrilor de epuizmente, indicativ NP 134 -2014


12. Cod de proiectare. Bazele proiectrii construciilor, indicativ CR 0 - 2012

Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i turismului nr. 1530 din 23.08.2012, publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I bis nr. 647 din 11.09.2012, cu completrile ulterioare

13. Cod de proiectare seismic - Partea I Prevederi de proiectare pentru cldiri, indicativ P 100 - 1/2013


1.3.2. Standarde

Nr. crt.

Indicativ Denumire

1. SR EN 1990:2004 Eurocod: Bazele proiectrii structurilor

2. SR EN 1990:2004/NA:2006 Eurocod: Bazele proiectrii structurilor. Anexa naional

3. SR EN 1991-1-1:2004 Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-1: Aciuni generale. Greuti specifice, greuti proprii, ncrcri utile pentru cldiri

4. SR EN 1991-1-1:2004/NA:2006

Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-1: Aciuni generale. Greuti specifice, greuti proprii, ncrcri utile pentru cldiri. Anexa naional

5. SR EN 1991-1-1:2004/AC:2009 Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-1: Aciuni generale. Greuti specifice, greuti proprii, ncrcri utile pentru cldiri

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

7. SR EN 1997-1:2004/NB:2008 Eurocod 7: Proiectarea geotehnic. Partea 1: Reguli generale. Anexa naional

8. SR EN 1997-1:2004/AC:2009 Eurocod 7: Proiectarea geotehnic Partea 1: Reguli generale

12

Nr. crt.

Indicativ Denumire

9. SR EN 1997-2:2007 Eurocod 7: Proiectarea geotehnic. Partea 2: Investigarea i ncercarea terenului.

10. SR EN 1997-2:2007/NB:2009 Eurocod 7: Proiectarea geotehnic. Partea 2: Investigarea i ncercarea terenului. Anexa naional

11. SR EN 1997-2:2007/AC:2010 Eurocod 7: Proiectare geotehnic. Partea 2: Investigarea i ncercarea terenului

12. SR EN 1998-1:2004 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur. Partea 1. Reguli generale, aciuni seismice i reguli pentru cldiri

13. SR EN 1998-1:2004/NA: 2008 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur. Partea 1. Reguli generale, aciuni seismice i reguli pentru cldiri. Anexa naional

14 SR EN 1998-1:2004/AC:2010 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur. Partea 1. Reguli generale, aciuni seismice i reguli pentru cldiri

15. SR EN 1998-1:2004/A1:2014 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur. Partea 1. Reguli generale, aciuni seismice i reguli pentru cldiri

14. SR EN 1998-5:2004 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezistenaa la cutremur. Partea 5. Fundaii, structuri de susinere i aspecte geotehnice

15. SR EN 1998-5:2004/NA:2007 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezistenaa la cutremur. Partea 5. Fundaii, structuri de susinere i aspecte geotehnice. Anexa naional

16. SR EN 1537:2004 Execuia lucrrilor geotehnice speciale. Ancoraje n teren

17. SR EN ISO 14688-2:2005 Cercetri i ncercri geotehnice. Identificarea i clasificarea pmnturilor. Partea 2: Principii pentru o clasificare

18. SR EN ISO 14688-2:2005/AC:2007

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

19. STAS 3300/1-85 Teren de fundare. Principii generale de calcul

20. STAS 3300/2-85 Teren de fundare. Calculul terenului de fundare n cazul fundrii directe

21. STAS 2561/3-90 Teren de fundare. Piloi. Prescripii generale de proiectare

13

CAPITOLUL 2. EVALUAREA RISCULUI GEOTEHNIC n proiectarea geotehnic, nainte de a se stabili programul de investigaii geotehnice, este necesar o evaluare a riscului pe care l prezint lucrarea care urmeaz a se proiecta.

n acest sens, normativul NP 074 introduce trei categorii geotehnice asociate cu riscul geotehnic, considerat ca fiind redus n cazul Categoriei geotehnice 1, moderat n cazul Categoriei geotehnice 2 i mare n cazul Categoriei geotehnice 3. n normativ este recomdandat o metodologie care faciliteaz ncadrarea lucrrii n una din cele trei categorii geotehice.

n NP 074, pentru definirea riscului geotehnic sunt luai n considerare cinci factori: condiiile de teren, apa subteran, clasa de importan a construciei, vecintile i zona seismic.

Condiiile de teren sunt grupate n trei categorii, dup cum urmeaz:

(a) Terenuri bune, conform tabelului 2.1

Tabelul 2.1. Terenuri bune Nr. crt.

Tipul de teren

1 Blocuri, bolovniuri i pietriuri, coninnd mai puin de 40% nisip i mai puin de 30% argil, n condiiile unei stratificaii practic uniforme i orizontale (avnd nclinarea mai mic de 10%)

2 Pmnturi nisipoase, inclusiv nisipuri prfoase, ndesate, n condiiile unei stratificaii practic uniforme i orizontale

3 Pmnturi fine cu plasticitate redus (IP

14

(b) Terenuri medii, conform tabelului 2.2

Tabelul 2.2. Terenuri medii Nr. crt.

Tipul de teren

1 Pmnturi nisipoase, inclusiv nisipuri prfoase, de ndesare medie, n condiiile unei stratificaii practic uniforme i orizontale (avnd nclinarea mai mic de 10%)

2 Pmnturi fine cu plasticitate redus: nisipuri argiloase, prafuri nisipoase i prafuri, avnd e

15

Vecintile. Se au n vedere construciile i reelele subterane aflate n vecintate, care pot fi afectate de realizarea excavaiilor, a epuizmentelor i a lucrrilor de infrastructur aferente construciei care se proiecteaz. Din punctul de vedere al riscului pentru vecinti se disting trei situaii: a) risc inexistent; b) risc moderat; c) risc major.

Zona seismic. n proiectarea geotehnic sunt luate n considerare trei tipuri de zone seismice difereniate n funcie de valoarea accelereiei terenului pentru proiectare ag, aa cum este definit n codul P 100-1, dup cum urmeaz:

zona cu ag > 0,25g zona cu ag = (0,15 0,25)g zona cu ag < 0,15g

Exemplificarea metodologiei din NP 074 are n vedere cldirile. Pentru lucrrile inginereti cum sunt drumurile, podurile, tunelurile, construciile hidrotehnice .a., ncadrarea lucrrii n una din cele trei categorii geotehnice i, ca atare, asocierea acesteia cu riscul geotehnic, trebuie s se bazeze n primul rnd pe condiiile de teren i pe cele privind apa subteran, dar i pe experiena lucrrilor similare.

n continuare se fac cteva exemplificri privind ncadrarea unor lucrri inginereti n categoriile geotehnice: un tunel construit ntr- roc tare, nefracturat, poate fi ncadrat n Categoria geotehnic 2,

n vreme ce acelai tunel construit ntr-o argil moale sau ntr-un teren foarte permeabil, poate fi ncadrat n Categoria geotehnic 3.

excavaiile i rambleurile n terenuri bune sau medii, fr potenial de alunecare, pot fi ncadrate n Categoria geotehnic 2, n vreme ce aceleai lucrri realizate pe amplasamente susceptibile de instabilitate, pot fi ncadrate n Categoria geotehnic 3.

Conform NP 074 ncadrarea preliminar a unei lucrri n una din cele trei categorii geotehnice, care n mod normal trebuie s se fac nainte de investigarea terenului de fundare, poate fi ulterior schimbat, ca urmare a rezultatelor investigrii terenului.

La proiectare, nu este obligatoriu s se trateze ntreaga lucrare n concordan cu exigenele categoriei cele mai ridicate. De exemplu, la construirea unei piste de aviaie de 2500 m, din care 2200 m n sptur de adncime mic iar 300 m ntr-o umplutur care atinge 28 m, aezat pe un teren foarte compresibil, zona n sptur se poate ncadra n Categoria geotehnic 2 iar zona n umplutur se poate ncadra n Categoria geotehnic 3.

16

CAPITOLUL 3. INVESTIGAREA TERENULUI Investigarea terenului de fundare se efectueaz, potrivit cu NP 074, n conformitate cu prevederile SR EN 1997-2. Principalele etape ale investigrii terenului sunt:

a. stabilirea programului lucrrilor de investigare b. efectuarea de ncercri pe teren n pmnturi i roci c. efectuarea de ncercri n laborator pe pmnturi i roci.

Exigenele asupra investigaiilor terenului de fundare prin ncercri n laborator/pe teren sunt date n Tabelul 3.1 pentru fiecare categorie geotehnic.

Standardul SR EN 1997-2 se refer doar la ncercrile n laborator i pe teren utilizate n mod curent i, de regul, pe pmnturi saturate. De asemenea, prevederile standardului se aplic n principal la proiecte ncadrate n Categoria geotehnic 2.

Tabelul 3.1 Exigenele asupra investigaiilor exprimate n funcie de categoria geotehnic

Categoria geotehnic 1 Categoria geotehnic 2 Categoria geotehnic 3

Inve

stig

aii

geot

ehni

ce

Sondaje deschise i/sau foraje de recunoatere a terenului cu prelevare de eantioane n vederea identificrii n laborator a naturii i strii pmntului.

Investigaii de rutin cuprinznd sondaje deschise, foraje cu prelevarea de eantioane i msurarea nivelului apei subterane, ncercri n laborator i, eventual, ncercri pe teren.

Investigaiile menionate la Categoria geotehnic 2 i, n plus, ncercri cu caracter special n laborator i pe teren.

n tabelul 3.2 sunt date recomandrile din NP 074 privind investigarea terenului de fundare prin ncercri pe teren pentru Categoriile geotehnice 2 i 3.

17

Tabelul 3.2 Recomandri privind investigarea terenului de fundare prin ncercri pe teren

Tipul de teren Categoria geotehnic 2 Categoria geotehnic 3

Nisipuri i nisipuri cu pietri SPT DP

CPT

ncercrile recomandate pentru Categoria 2, precum i,

suplimentar: DMT PLT

Pmnturi fine de consisten ridicat (Ic>0,5)

SPT DP

CPT

ncercrile recomandate pentru Categoria 2, precum i,

suplimentar: CPTU DMT PMT PLT

Pmnturi fine de consisten sczut (Ic

18

Tabelul 3.3 Recomandri privind investigarea terenului de fundare prin ncercri n laborator

Categoria de pmnt (SR EN ISO 14688-2)

Categoria geotehnic 1



Pmnturi foarte grosiere i grosiere exceptnd nisipurile

- granulozitate - granulozitate - umiditate

- granulozitate - umiditate - greutate specific - compoziie mineralogic i grad de

alterare1) - parametrii rezistenei la forfecare1)

Nisipuri - granulozitate - granulozitate - umiditate - caracteristici de

compactare (Proctor)1) - coeficientul de

permeabilitate1)

- granulozitate - umiditate - caracteristicile de compactare

(Proctor)1) - greutate specific - coeficientul de permeabilitate1) - greutatea volumic1) - grad de ndesare1) - parametrii rezistenei la forfecare

pe probe aduse la porozitatea natural1)

- rezistena la lichefiere2) - modulul dinamic de deformaie

transversal, G i fraciunea din amortizarea critic, D4)

Pmnturi fine - granulozitate - greutate

volumic - umiditate - limite de

plasticitate

Aceleai ca la Categoria geotehnic 1, precum i, suplimentar: - modulul de deformaie

edometric - parametrii rezistenei la

forfecare - caracteristicile de

compactare (Proctor)1) - coeficientul de

permeabilitate1)

Aceleai ca la Categoria geotehnic 2, precum i, suplimentar: - greutatea specific - presiunea de preconsolidare - coeficientul de consolidare primar - parametrii rezistenei la forfecare

exprimai n funcie de eforturile efective i de eforturile totale

- coeficientul presiunii n stare de repaus3)

- modulul dinamic de deformaie transversal, G i fraciunea din amortizarea critic, D4)

Pmnturi cu coninut n carbonat de calciu (marnoase)

Aceleai ca la pmnturile fine

Aceleai ca la pmnturile fine, precum i, suplimentar: - coninutul n CaCO3

Aceleai ca la pmnturile fine, precum i, suplimentar: - coninutul n CaCO3 - umflarea liber 5) - presiunea de umflare 5)

Pmnturi sensibile la umezire (PSU)

Aceleai ca la pmnturile fine i, suplimentar: - ncercri n

edometru pe probe la umiditatea natural i pe probe inundate

Aceleai ca la pmnturile fine, precum i, suplimentar: - ncercri n edometru pe

probe la umiditatea natural i pe probe inundate

- parametrii rezistenei la forfecare pe probe inundate

Aceleai ca la pmnturile fine, precum i, suplimentar: - ncercri n edometru pe probe la

umiditatea natural i pe probe inundate

- parametrii rezistenei la forfecare pe probe inundate

- ncercri n triaxial cu umezire i drum de efort impus 1)

19

Categoria de pmnt (SR EN ISO 14688-2)




Pmnturi cu umflri i contracii mari (PUCM)

Aceleai ca la pmnturile fine

Aceleai ca la pmnturile fine, precum i, suplimentar: - umflarea liber - limita de contracie - presiunea de umflare

Aceleai ca la pmnturile fine, precum i, suplimentar: - umflarea liber - limita de contracie - presiunea de umflare - cldura maxim de umezire - curba de contracie

Pmnturi cu coninut ridicat de materii organice (peste 6%) i consisten sczut (IC < 0,5)

---

Aceleai ca la pmnturile fine, precum i, suplimentar: - coninutul n materii

organice - coeficientul de consolidare

primar

Aceleai ca la pmnturile fine, precum i, suplimentar: - coninutul n materii organice - indicele de compresiune - coeficientul de consolidare

secundar

Observaii: 1. ncercri care se execut n anumite situaii, cerute de specificul construciei. 2. Numai pentru nisipuri fine i nisipuri prfoase saturate pe amplasamente cuprinse n zonele

seismice avnd ag 0,15 g (conform codului P 100-1). 3. n cazul lucrrilor de susinere a spturilor cu adncimea D > 6 m. 4. Numai pe amplasamente situate n zonele seismice avnd ag 0,15g. 5. Cnd apare posibil decopertarea straturilor cu coninut n carbonat de calciu.

n anexa E din NP 074 sunt preluate, cu titlul de exemplificare, recomandrile din SR EN 1997-2 privind interspaiile i adncimea investigaiilor. Recomandrile menionate nu acoper toate situaile care se pot ntlni n practic, dar pot servi ca baz pentru stabilirea programului de investigare n alte situaii.

n standardul SR EN 1997-2/NB este dat o list a standardelor i reglementrilor tehnice coninnd informaii complementare care pot fi utilizate la aplicarea standardului SR EN 1997-2.

20

CAPITOLUL 4. ELABORAREA STUDIULUI GEOTEHNIC Studiul geotehnic, astfel cum este definit n NP 074, reprezint documentaia geotehnic de baz utilizat n practica de proiectare geotehnic.

Un studiu geotehnic trebuie s cuprind dou capitole principale: a) prezentarea informaiilor geotehnice b) evaluarea informaiilor geotehice i recomandri asupra sistemului de fundare.

Documentaiile geotehnice se clasific, n funcie de etapele de proiectare, dup cum urmeaz: - Studiu geotehnic preliminar pentru Studiul de prefezabilitate (S.PF.) al lucrrii - Studiu geotehnic (SG) pentru studiul de fezabilitate (S.F.) al lucrrii sau pentru proiectul

tehnic (P.Th.), parte a D.T.A.C. sau pentru proiect n faza unic (SG-U) - Studiu geotehnic de detaliu (SG-D) pentru proiectarea la faza de detalii de execuie (D.E.) - Raport de monitorizare geotehnic a execuiei - Expertiz geotehnic.

Conform NP 074 este obligatoriu ca studiile geotehnice de tip SG, SG-U i SG-D s fie verificate de ctre un verificator de proiecte atestat n domeniul Af.

21

CAPITOLUL 5. ELEMENTE ALE PROIECTRII GEOTEHNICE Normativele de proiectare n domeniul ingineriei geotehnice au la baz metoda semi-probalistic a strilor limit.

n conformitate cu standardul SR EN 1990, se utilizeaz dou tipuri de stri limit: stri limit ultime (SLU) stri limit de exploatare (serviciu) (SLE)

Strile limit ultime sunt cele care au n vedere sigurana oamenilor i a construciilor i sunt asociate cu prbuirea sau alte forme similare de cedare structural.

Strile limt de exploatare (serviciu) sunt cele care au n vedere exploatarea normal i confortul oamenilor, corespunznd stadiilor dincolo de care nceteaz a mai fi ndeplinite cerinele impuse de exploatarea construciei n ansamblu sau a unei pri din construcie.

n cele ce urmeaz se dau trei exemple n care strile limit sunt induse de comportarea terenului de fundare.

n figura 5.1 starea limit ultim a unei structuri n cadre, fundat pe radier, este atins prin cedarea terenului de fundare.

Figura 5.1 Structuri de beton armat n cadre, cu fundaie pe radier general n figura 5.2 starea limit ultim a aceleiai structuri, avnd ns fundaii izolate sub stlpi, se produce pe seama unor tasri difereniale excesive, produse, de pild, prin prezena unei pungi de pmnt foarte compresibil sub unul din stlpi, neindentificate la investigarea terenului de fundare.

Figura 5.2 Structur de beton armat n cadre, cu fundaii izolate sub stlpi

22

n figura 5.3 starea limit de exploatare (serviciu) a halei industriale cu o deschidere este atins n situaia n care tasarea diferenial mare mpiedic funcionarea podurilor rulante cu care este echipat hala. ntruct hala reprezint un sistem static determinat, avnd fermele articulate n stlpi, tasarea diferenial nu este de natur s induc o stare limit ultim n structur, astfel cum este cazul prezentat n figura 5.2.

Figura 5.3 Hal industrial cu structur static determinat 5.1. Situaii de proiectare Standardul SR EN 1997-1 impune luarea n considerare n proiectarea geotehnic a aa numitelor situaii de proiectare, care trebuie astfel alese nct s acopere toate condiiile fizice care pot aprea pe parcursul execuiei i exploatrii construciilor. n SR EN 1990, situaia de proiectare este definit drept un set de condiii fizice reprezentnd condiiile reale ntlnite ntr-un anumit interval de timp, pentru care proiectarea demonstreaz c strile limit relevante nu sunt depite. Sunt, de asemenea, definite diferitele situaii de proiectare care corespund strilor limit ultime i de exploatare.

La proiectare, trebuie avute n vedere situaiile de proiectare pe termen scurt i pe termen lung.

Un criteriu principal pentru luarea n considerare a factorului timp n definirea situaiei de proiectare l reprezint permeabilitatea pmntului. Astfel, n cazul n care permeabilitatea pmntului saturat este redus, iar timpul necesar pentru disiparea presiunilor apei din pori induse de realizarea construciei este mare n comparaie cu durata execuiei, pentru verificarea la starea limit ultim situaiile de proiectare trebuie s se refere att la condiiile nedrenate, ct i la cele drenate.

La situaiile de proiectare pe termen scurt, condiiile nedrenate vor fi hotrtoare n cazul pmnturilor argiloase, de consisten redus sau medie, deoarece disiparea n timp a presiunii apei din pori este nsoit de o cretere a rezistenei la forfecare a pmntului.

Condiiile drenate pot fi hotrtoare n cazul excavaiilor n pmnturi argiloase de consisten ridicat, cnd disiparea n timp a presiunii negative a apei din pori generat de excavaie este nsoit de o reducere a rezistenei la forfecare a pmntului. 5.2. Proiectarea geotehnic prin calcul Potrivit SR EN 1997-1, este indicat a se evita aparaia strilor limit prin verificri cu una din urmtoarele metode sau printr-o combinaie ntre acestea: utilizarea calculelor; adoptarea unor msuri prescriptive;

23

ncercri pe modele experimentale sau ncrcri de prob la scara 1:1 (ca de exemplu ncrcrile piloilor sau ancorajelor);

o metod observaional.

n cuprinsul prezentului ghid va fi abordat doar proiectarea geotehnic prin calcul.

Factorii care intervin n proiectarea geotehnic prin calcul sunt: aciunile, care pot fi ncrcri impuse sau deplasri impuse; proprietile pmnturilor i rocilor care alctuiesc terenul de fundare, precum i

proprietile materialelor de construcie; valorile limit ale deformaiilor, deschiderii fisurilor, vibraiilor, etc; modelele de calcul asociate cu strile limit ultime i de exploatare, n msur s

anticipeze efectul aciunilor asupra rezistenei i deformaiei terenului, corespunznd cu diferitele situaii de proiectare.

Valorile de calcul ale aciunilor i rezistenelor materialelor, precum i ale aciunilor difer n funcie de strile limit la care se aplic: stri limit ultime (sub aciuni permanente sau tranzitorii) i stri limit de exploatare.

Proiectarea geotehnic prin calcul reprezint metoda de proiectare curent utilizat. Totui, SR EN 1997-1 atrage atenia asupra faptului c recunoaterea condiiilor de teren depinde de volumul i de calitatea investigrii terenului de fundare. Aceast recunoatere, precum i controlul calitii execuiei lucrrilor, sunt mai importante pentru satifacerea cerinelor fundamentale dect precizia n modelele de calcul i n coeficienii pariali.

Modelul de calcul poate fi un model analitic, un model bazat pe o relaie semi-empiric sau un model numeric. n SR EN 1997-1 sunt prezentate diferite modele de calcul fr a fi asociate, ns, diferitelor stri limit, dar n anexele informative se ntlnesc modele de calcul analitice sau bazate pe relaii empirice. Modelele numerice de calcul, bazate pe elemente finite, diferene finite .a., sunt recunoscute ca atare n SR EN 1997-1, fr a fi ns detaliate sau ilustrate n vreun fel.

Atunci cnd, pentru o anumit stare limit, nu exist un model de calcul demn de ncredere, SR EN 1997-1 permite s se efectueze calculul pentru o alt stare limit, folosind coeficieni pariali care s asigure c depirea strii limit considerate este suficient de improbabil.

Un principiu enunat n SR EN 1997-1 arat c orice model trebuie fie s fie exact, fie s conduc la rezultate de partea siguranei. Se poate ntmpla ca un model de calcul s prezinte o anumit ncertitudine sau s induc o eroare sistematic. n acest caz, pentru creterea siguranei, rezultatele obinute prin utilizarea modelului pot fi modificate prin aplicarea unui coeficient de model. Aceti coeficieni de model pot fi aplicai asupra efectelor aciunilor sau asupra rezistenelor. Un alt principiu enunat n SR EN 1997-1 este acela c, dac n calcul se utilizeaz o relaie empiric, trebuie stabilit cu claritate c aceasta este relevant pentru condiiile de teren care predomin pe amplasament. 5.2.1. Aciuni Aciunile datorate structurilor sunt cele precizate n CR 0 i n standardele aplicabile din seria SR EN 1991. Aciunile pot fi ncrcri aplicate asupra terenului sau deplasri/acceleraii impuse de teren asupra structurii sau de structur asupra terenului. Dup natura lor, ncrcrile pot fi permanente, variabile sau accidentale.

24

5.2.2. Proprietile terenului Proprietile maselor de pmnt i de roc, utilizate n calcule drept parametri geotehnici, trebuie obinute pe baza rezultatelor ncercrilor (fie pe cale direct, fie prin corelare), pe cale teoretic, pe cale empiric sau pe baza altor date pertinente.

Exemple privind utilizarea unor asemenea date pertinente le constituie obinerea parametrilor geotehnici de deformabilitate prin calcul invers, pornind de la tasri msurate, sau ai parametrilor de rezisten, pornind de la suprafee de cedare reconstituite la fundaii de suprafa sau la taluzuri.

n paragraful 5.4 al prezentului capitol este prezentat modalitatea de stabilire a valorilor caracteristice i de calcul ale parametrilor geotehnici 5.2.3. Strile limite ultime Standardul SR EN 1997-1 deosebete cinci tipuri diferite de stri limit ultime pentru care se folosesc denumirile prescurtate date n SR EN 1990: pierderea echilibrului structurii sau terenului considerat ca un corp rigid, n care

rezistenele materialelor structurii i ale terenului nu aduc o contribuie important la asigurarea rezistenei (EQU) (n figura 5.4, se prezint un zid de sprijin de greutate fundat pe stnc. Rsturnarea zidului sub efectul mpingerii pmntului este o stare limit ultim de tip EQU.)

cedarea intern sau deformaia excesiv a structurii sau elementelor de structur, cum sunt de exemplu tlpile de fundaii, piloii sau pereii de subsol, n care rezistena materialelor contribuie semnificativ la asigurarea rezistenei (STR);

cedarea sau deformaia excesiv a terenului, n care rezistena pmnturilor sau a rocilor contribuie n mod semnificativ la asigurarea rezistenei (GEO);

pierderea echilibrului structurii sau a terenului provocat de subpresiunea apei (presiunea arhimedic) sau de alte aciuni verticale (UPL);

cedarea hidraulic a terenului, eroziunea intern i eroziunea regresiv, sub efectul gradienilor hidraulici (HYD).

Figura 5.4 Zid de sprijin de greutate fundat pe stnc Coeficienii pariali pentru strile limit STR i GEO

Utilizarea unor coeficieni pariali de siguran difereniai reprezint una dintre caracteristicile principale ale metodei semi-probabilistice la stri limit, care st la baza proiectrii structurilor cu utilizarea standardelor din seria SR EN 19901999 (Eurocoduri).

Pentru strile limit STR i GEO sunt utilizate trei grupe de coeficieni pariali (de siguran): pentru aciuni (F) i efectele aciunilor (E); pentru parametrii pmntului (M); pentru rezistene (R).

25

Pentru fiecare din cele trei grupe, se definesc coeficieni pariali (de siguran), astfel: la F i E n funcie de natura aciunilor (permanente sau variabile); la M n funcie de parametrul geotehnic; la R n funcie de structura geotehnic la care se aplic (fundaie de suprafa, pilot,

ancoraj n teren, terasament, taluz).

Tabelul 5.1 sintetizeaz tipurile de coeficieni pariali de siguran care intervin n strile limit STR i GEO, cu indicarea simbolurilor i a tabelelor din anexa A la SR EN 1997-1 i SR EN 1997-1/NB n care se gsesc valorile acestora.

Tabelul 5.1 Coeficieni pariali de siguran care intervin n strile limit STR i GEO

Coeficieni pariali Simbol Seturi de valori

pentru aciuni (F) sau efectele aciunilor (E) - permanente nefavorabile

favorabile - variabile nefavorabile

favorabile

G

Q

A1, A2 n tab. A.3

pentru parametrii pmntului (M) - tangenta unghiului de frecare intern

- coeziune efectiv (drenat) - coeziune nedrenat - rezistena la compresiune cu deformare lateral liber - greutate volumic

c cu qu

M1, M2 n tab. A.4

de rezisten (R) pentru fundaii de suprafa - capacitate portant - alunecare

R;v R;h

R1, R2, R3 n tab. A.5

de rezisten (R) pentru piloi de ndesare - pe baz - pe suprafaa lateral (compresiune) - total/combinat (compresiune) - pe suprafaa lateral (traciune)

b s t s;t

R1, R2, R3, R4 n tab. A.6

de rezisten (R) pentru piloi forai - pe baz - pe suprafaa lateral (compresiune) - total/combinat (compresiune) - pe suprafaa lateral (traciune)

b s t s;t

R1, R2, R3, R4 n tab. A.7

de rezisten pentru piloi cu burghiu continuu - pe baz - pe suprafaa lateral (compresiune) - total/combinat (compresiune) - pe suprafaa lateral (traciune)

b s t s;t

R1, R2, R3, R4 n tab. A.8

de rezisten (R) pentru ancoraje pretensionate - temporar - permanent

a;t a;p

R1, R2, R3, R4 n tab. A.12

de rezisten (R) pentru lucrri de susinere - capacitate portant - rezistena la alunecare - rezistena pmntului

R;v R;h R;e

R1, R2, R3, R4 n tab. A.13

de rezisten (R) pentru taluzuri i pentru stabilitatea general - rezistena pmntului

R;e

R1, R2, R3, R4 n tab. A.14

26

Verificarea la cedare n teren (GEO) i n structur (STR)

Pentru verificarea la cedare n teren i n structur se utilizeaz termenii definii n CR 0 armonizat cu SR EN 1990, dup cum urmeaz: aciune (F)

set de fore (ncrcri) aplicate asupra structurii (aciune direct) set de deformaii impuse cauzate, de exemplu, de schimbrile de temperatur, variaie

de umiditate, tasri difereniale, precum i set de acceleraii cauzate de cutremure (aciune indirect)

efect al aciunii (E) efect al aciunilor sau al aciunii asupra elementelor structurale (de exemplu for

intern, moment ncovoietor, for tietoare, deformaie) sau asupra ntregii structuri (de exemplu deplasare, rotire)

Termenul de rezisten poate avea dou nelesuri: rezisten (capacitate portant, n englez resistance): aptitudinea unui element sau unei

componente a structurii, sau a unei seciuni a unui element sau a unei componente a unei structuri, de a rezista la aciuni fr cedare mecanic, de exemplu rezisten la ncovoiere, rezisten la flambaj, rezisten la ntindere

rezisten (a materialului: n englez strength): caracteristica mecanic a unui material, care arat capacitatea acestuia de a rezista la aciuni, de obicei exprimat n uniti de efort.

La verificarea fa de cedare sau la deformaii excesive n teren sau n structur, se impune ndeplinirea urmtoarei condiii [2.5, SR EN 1997-1]:

Ed Rd (5.1)

unde Ed este valoarea de calcul a efectului tuturor aciunilor iar Rd este valoarea de calcul a rezistenei (capacitii portante a terenului i/sau structurii).

Efectele aciunii se definesc n funcie de aciunea nsi, de proprietile terenului i de datele geometrice. Pentru stabilirea valorilor de calcul ale efectelor aciunilor, coeficienii pariali pentru aciuni se pot aplica fie asupra aciunilor nile (Frep) fie asupra efectelor aciunilor (E) [relaiile 2.6a i 2.6b, SR EN 1997-1]:

Ed = E{F Frep; Xk/M ; ad} (5.2a)

Ed = E E{Frep; Xk/M ; ad} (5.2b)

unde F este coeficientul parial pentru o aciune, M este coeficientul parial pentru proprietatea materialului, E este coeficientul parial pentru efectul unei aciuni, Frep este valoarea reprezentativ a unei aciuni, Xk este valoarea caracteristic a proprietii pmntului, ad este valoarea de calcul a unei date geometrice.

Prin termenul Xk/M se introduc n calcul efectele aciunilor geotehnice, ca de exemplu mpingerea pmntului.

Rezistena (capacitatea portant) a terenului depinde de rezistena terenului Xk, cteodat de aciune, Frep (un exemplu de situaie n care capacitatea portant depinde de aciune l constituie fundaia de suprafa supus unei ncrcri nclinate) i de datele geometrice. Pentru determinarea valorii de calcul a rezistenei, Rd, sunt date formulele [2.7a, 2.7b i 2.7c, SR EN 1997-1], n care factorii sunt aplicai asupra proprietii Xk a pmntului, asupra rezistenei R sau asupra amndorura.

Rd = R{F Frep; Xk/M; ad} (5.3a) Rd = R{F Frep; Xk; ad}/R (5.3b) Rd = R{F Frep; Xk/M; ad}/R (5.3c)

27

Abordri de calcul

Din examinarea relaiilor 5.2 (a, b) i 5.3 (a, b, c) rezult c acestea difer prin modul n care sunt distribuii coeficienii pariali de siguran ntre aciuni (sau efectele aciunilor), proprietile terenului i rezistene.

Coeficienii pariali de siguran pot fi aplicai fie asupra sursei de incertitudine n proiectarea geotehnic, fie asupra rezultatelor calculelor, adic asupra efectelor aciunilor i capacitii portante. Astfel au rezultat abordrile de calcul pe care SR EN 1997-1 le-a introdus n proiectarea geotehnic. Acestea se exprim n mod simbolic prin combinarea seturilor de coeficieni pariali pentru aciuni i efectele aciunilor (A), pentru proprietile materialului (M) i pentru rezistene (R).

De exemplu, setul A1 + M1 + R1 se interpreteaz astfel: coeficienii pariali pentru aciuni (F) sau efectele aciunilor (E), reprezentai prin simbolul A i ale cror valori sunt date n tabelul A.3 din anexa A la SR EN 1997-1, se combin cu coeficienii pariali (M) pentru parametrii de rezisten ai terenului, reprezentai prin simbolul M i dai n tabelul A.4, i cu coeficienii pariali pentru rezisten (R), reprezentai prin simbolul R i dai n tabelele A.5 i A.6.

Prin combinarea coeficienilor pariali este posibil ca o aciune geotehnic sau efectul unei aciuni incluznd o aciune geotehnic s includ dou seturi de coeficieni pariali: An+Mn. Totodat, o rezisten geotehnic (capacitate portant) include ntotdeauna dou seturi de coeficieni pariali Mn+Rn.

Din tabelul A.4 dat n anexa A la SR EN 1997-1, rezult c n setul M1 toi coeficenii pariali pentru parametrii geotehnici sunt egali cu 1.0, adic valorile de calcul sunt egale cu valorile caracteristice, astfel cum sunt definite n CR 0 i SR EN 1990.

Abordarea de calcul 1

n acest abordare, coeficienii pariali sunt aplicai la surs, adic asupra valorilor reprezentative ale aciunilor i asupra valorilor caracteristice ale parametrilor rezistenei la forfecare ai terenului, cu utilizarea expresiei (5.3a). Aplicarea relaiei se excepteaz n cazul piloilor solicitai axial i al ancorajelor, cnd se utilizeaz relaia (5.3b).

Se deosebesc dou grupri ale coeficienilor pariali:

Gruparea 1: A1 + M1 + R1

Prin aceast grupare se urmrete atingerea siguranei fa de abaterile nefavorabile prin raport cu valorile caracteristice ale aciunilor sau efectului aciunilor, n timp ce valorile de calcul ale proprietilor terenului sunt egale cu valorile caracteristice.

Gruparea 2: A2 + M2 + R1

Prin acest grupare se urmrete atingerea siguranei fa de abaterile nefavorabile prin raport cu valorile caracteristice ale parametrilor de rezisten ai terenului i fa de incertitudinile n modelul de calcul, admind totodat c aciunile permanente sunt foarte apropiate de valorile reprezentative iar aciunile variabile se pot abate n mod nefavorabil de la valorile reprezentative, astfel cum sunt definite n CR 0 i SR EN 1990.

Atunci cnd este clar c una din gruprile de coeficieni pariali guverneaz proiectarea, nu mai este necesar calculul folosind cealalt grupare. n general, se consider c dimensionarea geotehnic este decis de gruparea 2 n timp ce dimensionarea structural este decis de gruparea 1.

28

Este recomandabil ca, ntr-o prim etap, s se dimensioneze elementul geotehnic folosind gruparea 2, iar ntr-o a doua etap s se verifice, utiliznd gruparea 1, dac dimensiunea elementului este acceptabil.

Pentru strile limit STR i GEO, n conformitate cu SR EN 1997-1/NB, este recomandat utilizarea abordrii de calcul 1


n aceast abordare, sigurana fundaiei se verific aplicnd simultan coeficieni pariali de siguran aciunilor sau efectelor aciunilor i rezistenei, n timp ce pentru parametrii geotehnici de rezisten valorile de calcul se iau egale cu valorile caracteristice. Se folosete gruparea seturilor de coeficieni pariali:

A1 + M1 + R2

ntruct SR EN 1997-1/NB nu recomand utilizarea n proiectarea geotehnic a Abordrii de calcul 2, prezentul ghid nu detaliaz aceast abordare.


n aceast abordare se utilizeaz o singur grupare a seturilor de coeficieni pariali: (A1* sau A2*) + M2 + R3

Valorile caracteristice ale aciunilor provenind de la structur sunt multiplicate cu coeficienii pariali din setul A1 pentru a se stabili valorile de calcul. Valorile de calcul ale aciunilor generate de teren (aciunile geotehnice) se stabilesc utiliznd coeficienii pariali din setul M2 pentru parametrii rezistenei terenului i din setul A2 pentru aciuni.

Pentru strile limit STR i GEO, n conformitate cu SR EN 1997-1/NB, este recomandat utilizarea abordrii de calcul 3.

Verificarea la starea limit provocat de subpresiunea apei (UPL)

Trebuie ca valoarea de calcul a aciunilor permanente i variabile destabilizitoare, Vdst;d, s fie mai mic sau egal cu suma dintre valoarea de calcul a aciunilor permanente verticale stabilizatoare, Gstb;d, i a oricror altor rezistene la ridicare, Rd, conform relaiei [2.8, SR EN 1997-1]:

Vdst,d Gstb;d + Rd (5.4)

Valorile recomandate ale coeficienilor pariali de siguran n acest caz sunt date n tabelele A.15 i A.16 din anexa A la SR EN 1997-1.

Aciuni permanente stabilizatoare sunt greutatea construciei i a pmntului, unde este cazul. Subpresiunea apei, precum i orice alt for de ridicare sau de smulgere, sunt aciuni destabilizatoare. n tabelul A.16 sunt dai coeficienii pariali de utilizat pentru a stabili valoarea de calcul a oricrei rezistene adiionale la ridicare Rd, datorat rezistenei la forfecare a pmntului, rezistenei la traciune a pilotului sau rezistenei ancorajelor. n mod alternativ, aceast rezisten poate fi trecut n rndul aciunilor verticale permanente stabilizatoare.

Verificarea rezistenei la ruperea hidraulic a terenului (starea limit HYD)

Standardul SR EN 1997-1 cere ca pentru starea limit de cedare prin ridicarea terenului sub aciunea unui curent ascendent de ap s se verifice, pentru orice coloan de pmnt pertinent, c valoarea de calcul a presiunii totale destabilizatoare a apei din pori (udst;d) la baza coloanei, sau valoarea de calcul a forei curentului n coloan (Sdst;d), este inferioar sau egal cu

29

tensiunea total vertical stabilizatoare la baza coloanei (stb;d) sau cu greutatea n stare submersat (Gstb;d) a aceleiai coloane. Se aplic relaiile [2.9a i 2.9b, SR EN 1997-1]:

udst;d stb;d (5.5a)

Sdst;d Gstb;d (5.5b)

Valorile recomandate ale coeficienilor pariali de siguran pentru verificarea la starea limit HYD sunt date n tabelul A.17 din anexa A la SR EN 1997-1.

5.2.4. Starea limit de exploatare (serviciu)

Verificarea la starea limit de exploatare (serviciu) trebuie s arate c apariia unei asemenea stri este suficient de improbabil.

Strile limit de exploatare (serviciu) pot fi verificate n dou moduri: prin calculul valorilor de calcul ale efectelor aciunilor de calcul Ed (deformaii, tasri

difereniale, vibraii, etc) i compararea lor cu valorile limit Cd cu relaia [2.10, SR EN 1997-1],

Ed Cd, (5.6) printr-o metod simplificat, bazat pe experien. Se admite utilizarea n calcul a

valorilor caracteristice att pentru aciuni, ct i pentru proprietile terenului (coeficient parial 1.0). Totui, n situaiile n care se calculeaz tasri difereniale, este indicat s se utilizeze o combinaie ntre valorile caracteristice superioare i inferioare ale modulului de deformaie, pentru a ine seama de variaiile locale ale proprietilor terenului.

Este important de reinut c n expresia (5.6) Cd reprezint, conform SR EN 1990, valoarea de calcul limit a criteriului de exploatare considerat. SR EN 1997-1 enun urmtorul principiu n art. 2.4.8. O valoare limit a unei anumite deformaii este acea valoare pentru care se consider atins n structur o stare limit de exploatare normal, ca de exemplu prin fisuri inacceptabile sau prin blocarea funcionrii uilor. Asupra acestei valori limit trebuie s se convin la proiectarea structurii suportate de teren. Sintagma valoare limit trebuie neleas drept valoare admisibil.

Unele valori limit ale tasrilor difereniale sunt indicate n anexa informativ H la SR EN 1997-1. Valori limit orientative ale deformaiilor structurilor i ale deplasrilor fundaiilor sunt date n anexa F la normativul NP 112. 5.3. Memoriul geotehnic Proiectarea geotehnic se finalizeaz prin ntocmirea unui Memoriu geotehnic, denumit n SR EN 1997-1 Raport de proiectare geotehnic. Principalele aspectele care trebuie incluse n Memoriul geotehnic sunt enumerate n Tabelul 5.2

Tabelul 5.2 Coninutul Memoriului geotehnic Nr. crt.

Date tehnice i informaii

1 descriere a amplasamentului i vecintilor 2 descriere a condiiilor de teren 3 descriere a lucrrii pentru care se ntocmete Memoriul geotehnic 4 valorile de calcul ale parametrilor geotehnici 5 lista standardelor i reglementrilor tehnice utilizate 6 calcule i desene/plane aferente proiectrii geotehnice 7 list a punctelor care trebuie verificate pe parcursul execuiei sau care reclam msuri

30

Datele de la nr.crt. 1, 2 i 3 din tabelul 5.2 sunt acoperite prin Studiul Geotehnic. Rezult c Memoriul geotehnic trebuie s nglobeze sau s fac trimitere la Studiul Geotehnic, ntocmit i verificat n conformitate cu NP 074.

Extinderea Memoriului geotehnic depinde de complexitatea lucrrii. La lucrri aparinnd Categoriei geotehnice 1 Memoriul geotehnic va fi foarte sumar, n timp ce pentru celelalte categorii volumul de date tehnice i informaii poate crete. n tabelul 5.3 este dat, conform NP 074, corelarea ntre metodele de proiectare i categoria geotehnic.

Tabelul 5.3 Corelarea ntre categoria geotehnic i metodele de proiectare Categoria Geotehnic 1 Categoria Geotehnic 2 Categoria Geotehnic 3

Met

ode

de

proi

ecta

re

Metode de proiectare bazate pe msuri prescriptive i proceduri simplificate, ca de exemplu utilizarea tabelelor cu presiuni convenionale la fundarea direct. Calculele de stabilitate i de deformaii se vor efectua dup caz.

Calcule de rutin pentru stabilitate / capacitate portant i deformaii folosind metode uzuale recomandate n reglementrile tehnice n vigoare.

Calcule mai complexe, cu utilizarea unor metode care pot s nu fie prezentate n reglementrile tehnice n vigoare.

5.4. Determinarea valorilor caracteristice i de calcul ale parametrilor geotehnici

5.4.1. Stabilirea valorilor caracteristice ale parametrilor geotehnici prin estimare prudent

Valoarea caracteristic a unui parametru geotehnic trebuie stabilit ca estimare prudent a valorii care influeneaz apariia strii limit. Aceast prevedere din SR EN 1997-1 are n vedere urmtoarele:

este implicat gndirea inginereasc; este necesar un anumit grad de conservatorism n evaluare; este necesar s fie corelat valoarea caracteristic stabilit cu starea limit, cu alte

cuvinte pot exista pentru acelai parametru mai multe valori caracteristice, fiecare asociat cu o anumit stare limit.

Normativul NP 122 are la baz prevederile pertinente, n acest sens, din capitolul 2 al standardului SR EN 1997-1 i, totodat, ine seama de experiena acumulat n calculul la stri limit al terenului de fundare prin aplicarea standardelor SR 3300/1 i 3300/2. Armonizat cu SR EN 1997-1, NP 122 arat c valoarea caracteristic (Xk) este, de cele mai multe ori, o estimare prudent a mediei valorilor determinate prin ncercri sau prin msurtori n volumul de teren care guverneaz, pentru starea limit considerat, comportarea structurii geotehnice.

Valorile caracteristice ale parametrilor geotehnici se stabilesc, de regul, pentru elementul geologic denumit strat, alctuit din pmnt aparinnd aceleiai formaiuni geomorfologice i aceleiai clase dar i pentru subdiviziuni ale stratului: orizonturi (delimitate n grosime), lentile (delimitate n plan i n grosimea stratului) i zone (delimitate n plan).

La stabilirea valorii caracteristice a unui parametru geotehnic trebuie avute n vedere dou aspecte majore:

a) volumul de investigaii efectuate pe teren i n laborator i gradul de ncredere privind cunoaterea valorilor parametrului;

b) zona din teren implicat n starea limit considerat i capacitatea structurii de a transfera ncrcrile de la zonele slabe la zonele mai rezistente din teren.

31

Cu privire la aspectul a), gradul de ncredere n cunotinele asupra terenului depinde de volumul de informaii disponibile, obinute prin ncercri sau prin alte surse, i de gradul de mprtiere (variabilitatea) rezultatelor. Cu ct numrul de ncercri ntreprinse pe amplasament este mai mare iar volumul de alte informaii este mai mare, cu att este de ateptat s se obin o mai bun determinare a valorii caracteristice a parametrului geotehnic asociat cu producerea strii limit n teren. Pe de alt parte, cu ct este mai mare mprtierea rezultatelor, cu att este mai mare incertitudinea asupra valorii care este asociat cu apariia strii limit n teren.

Cu privire la aspectul b), trebuie avut n vedere c valorile rezultatelor ncercrilor pentru parametrul geotehnic fluctueaz n mod aleator (stohastic) n jurul unei valori medii sau a unei tendine medii. ncercrile efectuate, fie n laborator fie pe teren, implic volume mici de pmnt, n timp ce volumul de pmnt, care induce apariia unei stri limit n teren, este mare. Drept urmare, rezultatele ncercrilor trebuie mediate prin raport cu volumul de pmnt implicat n starea limit considerat.

O valoare foarte apropiat de valoarea medie a parametrului geotehnic guverneaz starea limit atunci cnd: - este implicat un volum mare n straturi omogene de pmnt; - structura este suficient de rigid i de puternic pentru a transfera forele de la punctele mai

slabe ale fundaiei ctre punctele mai puternice.

O valoare apropiat de valorile aleatoare cele mai sczute ale parametrului geotehnic poate guverna starea limit atunci cnd: - este implicat un volum mic de pmnt, iar suprafaa de cedare se poate dezvolta n

principal n volumul de pmnt slab, sau - structura nu este suficient de puternic i rigid pentru a fi capabil s transfere forele de

la zonele slabe la cele puternice.

n asemenea situaii, valoarea caracteristic stabilit este indicat s fie apropiat de cea mai joas valoare obinut din ncercri sau s reprezinte valoarea medie a rezultatelor ncercrilor pentru volumul mic de pmnt aferent.

n legtur cu diferitele valori pe care le poate lua valoarea caracteristic a unui parametru geotehnic, n NP 122 sunt utilizai urmtorii termeni:

Valoare caracteristic inferioar (Xk inf): valoarea caracteristic obinut la estimarea mediei cnd valorile inferioare sunt mai nefavorabile pentru aparaia strii limit;

Valoare caracteristic superioar (Xk sup): valoarea caracteristic obinut la estimarea mediei cnd valorile superioare sunt mai nefavorabile pentru apariia strii limit;

Valoare caracteristic local (Xk loc): valoarea caracteristic obinut ca o estimare prudent, de regul, a celei mai sczute valori din volumul de teren care guverneaz apariia strii limit n structura geotehnic sau n pri din aceasta.

n cele ce urmeaz, sunt prezentate exemple din anexa A la normativul NP 122 care ilustreaz utilizarea, dup caz, a diferitelor valori caracteristice ale parametrilor geotehnici Xk, Xk inf, Xk sup i Xk loc. Fundaii pe piloi

Stratificaia n cuprinsul fiei piloilor cuprinde dou straturi de nisip, ntre care este intercalat un strat de turb. Sunt examinate dou cazuri: - n primul caz (figura 5.5a), la determinarea valorii caracteristice Rck a capacitii portante

de compresiune a pilotului obinut prin utilizarea valorii caracteristice a rezistenei pe baza pilotului Rb,k i a valorii caracteristice a rezistenei de frecare pe suprafaa lateral a

32

pilotului Rs,k, valori care depind de valoarea caracteristic a unghiului de frecare intern k, este necesar s se utilizeze pentru fiecare din cele dou straturi de nisip valoarea corespunztoare a lui k inf.

- n cel de al doilea caz (figura 5.5b), se consider c la suprafaa terenului se realizeaz o umplutur de pmnt, care reprezint o suprasarcin. Aceasta va determina tasarea s a stratului de turb. Ca urmare, stratul superior de nisip n micarea sa n jos va exercita o frecare negativ asupra pilotului. La stabilirea mrimii frecrii negative, considerat ca aciune asupra pilotului, ce urmeaz a se aduga aciunilor transmise de structur, este necesar s se utilizeze valoarea k sup. n acest caz, la stabilirea capacitii portante la compresiune a pilotului se va lua n considerare doar stratul inferior de nisip, cu valoarea k inf.

a b

Figura 5.5 - Fundaie pe piloi n dou situaii: fr suprasarcin deasupra cotei terenului natural (a); cu suprasarcin deasupra cotei terenului natural (b)

Fundaie de suprafa n figura 5.6 se prezint cazul unei fundaii pe radier rigid aezat pe un depozit de pmnt de grosime variabil.

Figura 5.6 - Fundaie pe radier aezat pe un depozit de pmnt de grosime variabil

33

Grosimea variabil a stratului de pmnt se datoreaz nclinrii patului de roc. Pentru estimarea tasrii, este prudent s se recurg la urmtoarele valori ale modulului de deformaie E ale stratului de pmnt:

Ek sup n dreptul grosimii minime a stratului de pmnt; Ek inf n dreptul grosimii maxime a stratului de pmnt.

n figura 5.7 se prezint cazul fundaiei pe radier a unei structuri rigide aezate pe un strat omogen de pmnt.

Figura 5.7 - Fundaie pe radier a unei structuri rigide aezate pe un

strat omogen de pmnt

Cedarea terenului implic un volum mare ntr-un strat omogen de pmnt. n acest caz este indicat ca la calculul capacitii portante s se utilizeze valorile parametrilor rezistenei la forfecare k i ck, stabilite ca estimare prudent a mediei valorilor determinate prin ncercri n volumul mare de pmnt care guverneaz apariia strii limit. n figura 5.8a se prezint cazul unei fundaii pe radier flexibil a unui rezervor acoperit.

Structura nu este suficient de rigid pentru a transfera forele de la punctele mai slabe ctre cele mai puternice i a angaja, pe aceast cale, un volum mare de pmnt. n consecin, este necesar verificarea cedrii locale sub peretele exterior, utilizndu-se k loc i ck loc stabilite prin estimarea prudent a valorilor medii ale parametrilor rezistenei la forfecare a pmntului n volumul mic de pmnt implicat.

n figura 5.8b se prezint cazul unei hale parter cu fundaii izolate sub stlpi.

n cedarea terenului sub fiecare din stlpii halei este implicat un volum mic de pmnt. i n acest caz, valorile de utilizat ale parametrilor rezistenei la forfecare sunt k loc i ck loc.

a) b) Fundaie pe radier flexibil a unui rezervor

acoperit Fundaii izolate sub stlpii unei hale

parter Figura 5.8

34

Taluz cu berm supus unei suprasarcini q

Figura 5.9 Taluz cu bern supus unei suprasarcini

n acest caz se impun dou verificri distincte: - pierderea stabilitii generale a ntregului taluz implic, la fel ca n exemplul precedent,

un volum mare de pmnt. Calculul de stabilitate general este indicat s se efectueze cu utilizarea valorilor parametrilor rezistenei la forfecare k i ck ai pmntului stabilite prin estimarea prudent a mediei valorilor determinate prin ncercri n volumul mare de pmnt care guverneaz apariia strii limit;

- pierderea local de stabilitate, datorat cedrii bermei sub aciunea suprasarcinii q. n acest caz, verificarea de stabilitate este indicat s se efectueze utilizndu-se k loc i ck loc, stabilite prin estimarea prudent a valorilor medii ale parametrilor rezistenei la forfecare a pmntului n volumul mic de pmnt implicat.

5.4.2. Stabilirea valorilor caracteristice ale parametrilor geotehnici prin utilizarea metodelor statistice Determinarea prin metode statistice a proprietilor materialelor este prezentat n anexa D din SR EN 1990

n SR EN 1997-1 nu exist o trimitere explicit la anexa D din SR EN 1990, ci se menioneaz, pur i simplu, posibilitatea utilizrii metodelor statistice pentru alegerea valorilor caracteristice ale proprietilor terenului. Este, totui, de la sine neles c aceast utilizare presupune existena unui numr suficient de mare de rezultate ale ncercrilor, incluznd i date din experiena prealabil.

Standardul SR EN 1997-1 recomand ca, atunci cnd se utilizeaz metode statistice, valoarea caracteristic s fie determinat astfel nct probabilitatea calculat a unei valori mai defavorabile, care guverneaz apariia strii limit considerate, s nu depeasc 5%. Din acest punct de vedere, o estimare prudent a valorii medii const n a alege valoarea medie a unui ansamblu limitat de valori ale parametrului geotehnic cu un nivel de ncredere de 95%, n timp ce, prin raport cu o cedare local, o estimare prudent a valorii celei mai reduse este o cuantil de 5%.

Se admite c valorile parametrului geotehnic se nscriu pe o curb de distribuie normal de tip Gauss (figura 5.10). Atunci cnd starea limit este guvernat de un volum mare de pmnt, valoarea caracteristic a parametrului Xk trebuie aleas drept o estimare prudent a valorii medii Xk,med. Metodele statistice trebuie s conduc la o estimare a lui Xk,med, valoarea necunoscut a parametrului care guverneaz starea limit n teren, cu un anumit nivel de ncredere, de exemplu cu probabilitatea de 95% ca valoarea medie care guverneaz apariia strii limit n teren s fie mai favorabil dect valoarea caracteristic.

q

35

Figura 5.10 - Curba de distribuie normal de tip Gauss a valorilor parametrului geotehnic Atunci cnd starea limit este guvernat de un volum mic de pmnt i nu se dispune de probe n acel volum, ca n exemplele din figurile 5.8a, 5.8b i 5.9, valoarea caracteristic Xk loc trebuie astfel aleas nct s existe o probabilitate de numai 5% ca undeva n teren s existe o valoare mai defavorabil dect valoarea caracteristic. n asemenea cazuri, valoarea caracteristic Xk loc este indicat s corespund la o cuantil de 5%.

Este de observat c, n unele situaii, cuantila de 5% poate conduce la valori foarte mici ale parametrului geotehnic i la o proiectare mult prea acoperitoare. Soluia const n efectuarea unei investigaii suplimentare a terenului, care s permit obinerea pentru zonele respective a unor valori medii locale ale parametrului.

Formulele statistice pentru determinarea valorilor parametrului geotehnic cu un nivel de ncredere de 95%, sau pentru cuantila de 5%, depind de tipul de populaie statistic, de tipul de probe i de volumul i gradul de ncredere al cunotinelor prealabile.

O distincie trebuie fcut ntre populaiile statistice fr tendin i cele cu tendin.

Populaiile fr tendin sunt populaii omogene n care valorile parametrului prezint fluctuaii aleatoare n jurul valorii medii. Nu se poate stabili o legtur ntre valoarea parametrului i locul unde s-a obinut valoarea care intr n prelucrare.

Populaiile cu tendin sunt populaii la care valorile parametrului sunt distribuite aleator n jurul unei variaii clare n funcie de un alt parametru. Exemple de populaii cu tendin sunt valorile rezistenei la forfecare n condiii nedrenate i ale compresibilitii argilelor normal consolidate care cresc cu adncimea.

O alt distincie se face n funcie de modul n care sunt obinute populaiile statistice. Se vorbete despre o populaie local atunci cnd rezultatele ncercrilor sau valorile derivate sunt obinute prin ncercri ntreprinse chiar pe amplasament sau foarte aproape de amplasamentul structurii ce urmeaz a se proiecta. Se vorbete despre populaii regionale atunci cnd rezultatele ncercrilor sunt obinute prin ncercri asupra aceleiai formaiuni geologice, dar ntreprinse pe o arie extins i aflate, de exemplu, ntr-o banc de date.

Dac se dispune de o populaie local destul de mare, aceasta va putea servi la alegerea valorii caracteristice a parametrului geotehnic. Atunci cnd informaia local este insuficient sau lipsete cu desvrire, stabilirea valorii caracteristice se va baza pe datele populaiei regionale sau pe alt experien relevant. Totui, acest procedeu poate fi acceptat, n cazul unor lucrri care se ncadreaz n Categoriile geotehnice 2 sau 3, doar n faza unei proiectri

36

preliminare, urmnd ca valoarea caracteristic s fie apoi stabilit pe baza rezultatelor ncercrilor pe amplasament.

n SR EN 1997-1 se precizeaz c n metodele statistice trebuie s se in seama de cunotinele prealabile asupra proprietilor acelorai tipuri de pmnturi. O modalitate de a introduce cunotinele prealabile o constituie utilizarea coeficientului de variaie Vx al proprietii pmntului pentru care trebuie stabilit valoarea caracteristic.

Valoarea caracteristic XK se calculeaz cu relaia:

XK = Xm (1 knVx) (5.7)

unde Xm este media aritmetic a valorilor parametrului; Vx este coeficientul de variaie; kn este un coeficient statistic de variaie a mediei, care depinde de numrul de valori selectate i de nivelul de asigurare a mediei.

La luarea n considerare a coeficientului de variaie Vx, apar dou situaii extreme: a) Vx nu este cunoscut a priori i trebuie estimat pe baza rezultatelor celor n ncercri care

formeaz populaia local. Acesta este cazul Vx necunoscut. b) Coeficientul de variaie Vx este cunoscut a priori (Vx cunoscut). Cunoaterea prealabil

poate rezulta din interpretarea unor ncercri prealabile, din baza de date sau din valori publicate ale coeficienilor de variaie pentru proprietile unor terenuri similare (experien comparabil). n acest caz, Vx n relaia (5.8) este o valoare cunoscut a priori.

Coeficientul de variaie se calculeaz astfel:

xx

m

sV

X= (5.8)

( )211x i m

s X Xn

=

(5.9)

im

XX

n= (5.10)

n care: sx abaterea standard a valorilor individuale selectate Xi, determinate prin ncercri sau derivate din rezultatele ncercrilor pe teren sau n laborator, Xm media aritmetic a valorilor Xi selectate, n numrul de valori Xi selectate.

Valorile coeficientului statistic kn pentru un nivel de asigurare de 95% , conform cu NP 122, sunt date n tabelul 5.4.

Tabelul 5.4 Valorile coeficientului statistic kn

Numrul de valori n Valori kn pentru

Vx necunoscut Vx cunoscut 3 4 5 6 8

10 20 30

1,69 1,18 0,95 0,82 0,67 0,58 0,39 0,31

0,95 0,82 0,74 0,67 0,58 0,52 0,37 0,30

Not: Pentru valori n intermediare, se admite interpolarea linear a valorilor kn din tabel.

37

n funcie de semnul + sau utilizat n relaia (5.7) se stabilesc valorile caracteristice superioare (Xk sup), respectiv inferioare (Xk inf) ale parametrului geotehnic:

( ) sup 1k m n xX X k V= + (5.11)

( ) inf 1k m n xX X k V= (5.12)

Alegerea semnului se face astfel nct s se obin o cretere a siguranei. De cele mai multe ori, valoarea Xk inf este cea care ndeplinete aceast condiie.

Exemplele din figurile (5.5.b) i (5.6) au ilustrat situaii n care creterea siguranei a cerut utilizarea valorii caracteristice superioare a parametrilor geotehnici. Un alt exemplu n acelai sens l reprezint cazul unui zid de sprijin la care se utilizeaz valoarea caracteristic superioar pentru greutatea volumic, , a pmntului ntr-o formul de tipul:

21

2a aP H K=

.

cu care se stabilete mrimea mpingerii active a pmntului asupra unui zid de sprijin de nlime H.

Pentru calculul valorilor caracteristice locale Xk loc, NP 122 d urmtoarea relaie:

( ) loc 1 2k m xX X V= (5.13) cu precizarea c nu se va utiliza metoda Vx cunoscut. 5.4.3. Stabilirea valorilor de calcul (de proiectare) ale parametrilor geotehnici

Conform principiului definit n art. 2.4.6.2 din SR EN 1997-1, valorile de calcul (de proiectare) ale parametrilor geotehnici, Xd, trebuie stabilite fie pe baza valorilor caracteristice, cu relaia:

kd

M

XX

= (5.14)

fie prin determinare direct.

Valorile coeficientului parial de siguran M sunt definite n anexa A la SR EN 1997-1.

n anexa A a prezentului ghid la pct. A1. sunt date apte exemple de calcul privind stabilirea valorilor caracteristice ale parametrilor geotehnici, de utilizat n calcule de deformaii i de capacitate portant.

38

CAPITOLUL 6. PROIECTAREA GEOTEHNIC A FUNDAILOR DE SUPRAFA Acest capitol are n vedere aplicarea prevederilor Prii I a normativului NP 112 care sunt corelate cu prevederile din SR EN 1997-1 i SR EN 1997-1/NB, seciunea 6. 6.1. Stri limit La proiectarea geotehnic a fundaiilor de suprafa trebuie s fie luate n considerare urmtoarele stri limit: a) Strile limit ultime de tip GEO, caracterizate prin deplasri neamortizate ale fundaiei, se

pot manifesta prin: - pierderea stabilitii generale; - epuizarea capacitii portante, cedarea prin poansonare; - cedarea prin alunecare; - cedarea combinat n teren; - cedarea combinat n teren i structur.

b) Starea limit ultim de tip STR, caracterizat prin deplasri amortizate mari ale fundaiilor, se poate manifesta prin cedarea structural.

c) Strile limit de exploatare se pot manifesta prin: - tasri excesive; - ridicarea excesiv a terenului datorit umflrii, ngheului i altor cauze; - vibraii inacceptabile.

6.2. Metode de proiectare La proiectarea geotehnic a fundaiilor de suprafa trebuie utilizat una din metodele prezentate mai jos.

Metoda direct presupune calcule separate pentru fiecare stare limit.

La starea limit ultim, modelul de calcul trebuie s simuleze ct mai bine cu putin mecanismul de cedare.

- Pentru calculul capacitii portante se utilizeaz metoda bazat pe un model de calcul analitic prezentat n Anexa F la NP 112. - Pentru verificarea fa de cedarea prin lunecarea pe talp, care trebuie efectuat atunci cnd ncrcarea nu este normal pe talpa fundaiei, se utilizeaz metoda prezentat la pct. I.6.2 din NP 112.

La starea limit de exploatare se impune efectuarea unui calcul al tasrilor.

Metodele de calcul utilizate sunt: - metode analitice:

- metoda nsumrii tasrilor pe strate elementare (Anexa H la NP 112); - metodele bazate pe soluii din teoria elasticitii pentru calculul tasrii (Anexa F la

SR EN 1997-1), respectiv pentru calculul nclinrii fundaiei dreptunghiulare, circulare sau continue (Anexa H la NP 112).

- metode care utilizeaz modele semi-empirice, bazate pe rezultatele unor ncercri pe teren, n conformitate cu Anexele B2, C2 i D4 la SR EN 1997-2 (ncercarea cu penetrometrul cu con, ncercarea cu presiometrul, ncercarea de penetrare standard).

39

Metoda indirect este bazat pe experiena comparabil i utilizeaz rezultatele ncercrilor pe teren sau n laborator sau alte observaii, precum i ncrcrile corespunztoare strii limit de exploatare. ntruct experiena comparabil corespunde strii limit de exploatare, utilizarea metodei indirecte satisface n mod automat cerinele SLE. n acelai timp, metoda indirect acoper implicit i cerinele strii limit ultime, cu condiia s existe o experien comparabil. Aadar, metoda indirect este o metod care asigur ntr-un singur pas verificarea att la starea limit de exploatare ct i la starea limit ultim.

n metoda indirect calculele se pot efectua utiliznd modele analitice sau semi-empirice dar, ntruct se verific doar condiiile impuse de SLE, nu este necesar adoptarea unei anumite abordri de calcul ca n cazul metodei directe.

Un exemplu de metod indirect este dat n Anexa C1 la SR EN 1997-2.

Metoda prescriptiv este bazat pe experiena comparabil care arat c fundaii dimensionate pentru o anumit presiune pe teren au condus la deformaii acceptabile pentru o construcie. n acest mod, presiunea devine la rndu-i acceptabil pentru a putea fi aplicat la lucrri similare n condiii de teren similare.

Un exemplu de metod prescriptiv l reprezint utilizarea la proiectarea fundaiilor de suprafa a unor presiuni convenionale, date n Anexa C la NP 112. Trebuie avut n vedere c dimensionarea n faza final de proiectare a fundaiei pe baza presiunii convenionale reprezint satisfacerea simultan a cerinelor att pentru SLU, ct i pentru SLE. 6.3. Proiectarea la stri limit ultime Stabilitatea general

Trebuie verificat n urmtoarele situaii: n apropiere sau pe un taluz, natural sau artificial; n apropierea unei excavaii sau a unei lucrri de susinere; n apropiere de un ru, canal, lac, rezervor sau de malul mrii; n apropierea unor exploatri miniere sau a unor lucrri ngropate.

Metodele de verificare a stabilitii generale sunt examinate n SR EN 1997-1, seciunea 11.

Capacitatea portant

Trebuie satisfcut inegalitatea [(I.13) NP 112]:

Vd Rd (6.1)

unde: Vd este valoarea de calcul a aciunii verticale sau componenta vertical a unei aciuni totale aplicat la baza fundaiei; Rd este valoarea de calcul a capacitii portante.

n Vd trebuie inclus greutatea proprie a fundaiei, greutatea oricrui material de umplutur i toate presiunile pmntului, fie favorabile, fie nefavorabile; presiunile apei, care nu se datoreaz ncrcrilor transmise terenului de fundare, trebuie incluse ca aciuni.

Rd se calculeaz, dup caz, cu relaiile F.1 i F.2 din Anexa F la NP 112.

Rezistena la lunecare

Trebuie ndeplinit condiia [(I.23) NP 112]:

Hd Rd + Rp;d (6.2)

40

unde: Hd este valoarea de calcul a aciunii orizontale sau componenta orizontal a unei aciuni totale aplicat paralel cu baza fundaiei, incluznd valoarea de calcul a oricrei presiuni active a pmntului asupra fundaiei;

Rd este valoarea de calcul a rezistenei ultime la lunecare; Rp;d este valoarea de calcul a rezistenei frontale i/sau laterale mobilizate ca urmare a

aciunii executate de Hd asupra fundaiei.

Aceat stare limit ultim de tip GEO pentru fundaie poate fi atins chiar i fr formarea unui mecanism de cedare n pmntul din faa fundaiei. Cu alte cuvinte, Rp;d poate s nu reprezinte rezistena pasiv a pmntului, pentru a crei mobilizare sunt necesare deplasri mari. Trebuie, totodat, avute n vedere efectele excavrii locale, eroziunii, contraciei argilei .a., care pot reduce sau chiar anula rezistena pasiv din faa fundaiilor de mic adncime ale zidurilor de sprijin.

Rd se calculeaz, dup caz, cu relaiile I.24 i I.25 din NP 112.

Cedarea structural datorat deplasrii fundaiei

Aceasta este o stare limit ultim de tip STR, datorat deplasrilor difereniale verticale i orizontale ale fundaiilor, produse, de pild, de:

tasri sau deplasri orizontale mari; tasri ca urmare a coborrii nivelului apei subterane; contracii ca urmare a suciunilor exercitate de rdcinile pomilor din vecintatea

fundaiilor; umflarea argilelor ca urmare a variaiilor de umiditate; tasri ale pmnturilor afnate n urma vibraiilor, inundaiilor etc.

n vederea evitrii cedrii structurale, valorile limit ale deplasrilor trebuie stabilite la proiectarea structurii. n Anexa H din NP 112 sunt date valori limit orientative ale deformaiilor structurilor i deplasrilor fundaiilor. 6.4. Proiectarea la starea limit de exploatare (serviciu) Pentru strile limit de exploatare n teren sau ntr-o seciune, element sau mbinare a structurii, trebuie verificat ndeplinirea condiiei [(I.12) NP 112]:

Ed Cd (6.3)

unde: Ed este valoarea de calcul a efectului unei aciuni sau al combinaiilor de aciuni; Cd este valoarea de calcul limit a efectului unei aciuni sau combinaii de aciuni

n concordan cu practica de proiectare din ara noastr bazat pe aplicarea metodei strilor limit relaia (6.3) este particularizat n Anexa H la NP 112 (relaia (H.15)) sub forma:

s s sau t t (6.4)

unde:

s sau t - deplasri sau deformaii posibile, calculate conform NP 112 Anexa H;

s

- valori limit ale deplasrilor fundaiilor i deformaiilor structurilor, stabilite de proiectantul structurii sau determinate conform NP 112 Anexa H tabelul H.1;

t

- valori limit ale deplasrilor fundaiilor i deformaiilor structurilor admise din punct de vedere tehnologic, specificate de proiectantul tehnolog, n cazul construciilor cu restricii de deformaii n exploatare.

41

De asemenea, innd seama de practica de proiectare n domeniu, NP 112 introduce, alturi de condiiile (6.4), condiia de verificare a criteriului privind limitarea ncrcrilor transmise la teren [(I.26) NP 112]:

pef,med < ppl (6.5) unde: pef,med este presiunea efectiv medie la baza fundaiei, calculat pentru gruprile de

aciuni (efecte ale aciunilor) definite conform CR 0, dup caz (caracteristic, frecvent, cvasipermanent)

ppl este presiunea plastic, care reprezint valoarea de calcul limit a presiunii pentru care n pmnt apar zone plastice de extindere limitat.

Presiunea plastic se calculeaz, dup caz, cu relaiile H.16 i H.17 din Anexa H la NP 112.

Condiia de verificare (6.5) exprim o condiie de veridicitate a calculului tasrilor bazat pe modelul Hooke al mediului elastic att la stabilirea eforturilor n teren, ct i la definirea relaiilor efort deformaie. Se admite c, att timp ct zonele plastice au extindere limitat (pe o adncime egal cu 1/4 din limea B a fundaiei), acest model poate sta la baza estimrii tasrilor. O extindere mai mare a zonelor plastice ar conduce la un mediu elasto-plastic pentru care tasrile ar trebui calculate pe alte baze (de exemplu prin aplicarea metodei elementelor finite) ceea ce, n mod obinuit, nu se justific. Relaia (6.5) se utilizeaz pentru calculul la starea limit de exploatare i, n consecin, coeficienii pariali pentru parametrii geotehnici , i c au valoarea unitar (M = 1,0).

n anexa A a prezentului ghid la pct. A2 sunt date exemple de calcul privind proiectarea geotehnic a fundaiilor de suprafa.

42

CAPITOLUL 7. PROIECTAREA GEOTEHNIC A FUNDAILOR PE PILOI Acest capitol are n vedere prevederile din normativul NP 123 care sunt corelate cu prevederile din SR EN 1997-1 i SR EN 1997-1/NB, seciunea 7.

Normativul NP 123 se refer la toate tipurile de piloi, din punctul de vedere al modului cum sunt transferate la teren n

GHID PRIVIND PROIECTAREA GEOTEHNICĂ, indicativ GP 129-2014

Documents

Transcript of GHID PRIVIND PROIECTAREA GEOTEHNICĂ, indicativ GP 129-2014

Ariston AMD 129 manual ro

129 - Proiect Ferma 200 Capre(1)

Teorie Exercitii=Timpuri Indicativ

Actualitatea Irlandeză 129

Manual Utilizare AWM 129 Si CAWD 129

PROIECTAREA GEOTEHNICĂ A FUNDAȚIILOR DE ADÂNCIME PE PILOȚI, COLOANE, BARETE - B1

ORDONANŢĂ Nr. 129 din 31 august 2000 *** Republicatăarad.mmanpis.ro/wp-content/uploads/2016/06/OG-129-2000...Ordonanţa Guvernului nr. 129/2000 privind formarea profesională a

Curs Geotehnică

- 129 - chimie - enzime

Indicativ I 1-78

Indicativ GP 075 02

MASTER INGINERIE GEOTEHNICĂ - server.ce.tuiasi.roserver.ce.tuiasi.ro/romana/sectii/masterBologna2009/plan_inv_master... · MASTER INGINERIE GEOTEHNICĂ ANUL II 2010-2011 Nr. crt.

Tehnica Instalatiilor 129-11.2014

ORDONANŢĂ Nr. 129 din 31 august 2000 * Republicată 129-2000-republic febr... · ORDONANŢĂ Nr. 129 din 31 august 2000 * Republicată privind formarea profesională a adulţilor

Drumuri Deschise Nr. 129

Legea nr. 129/2019 pentru prevenirea și combaterea spălării … nr_ 129-2019 pentru... · 1 Parlamentul României Legea nr. 129/2019 pentru prevenirea și combaterea spălării

Allura Red E 129

Vorba nr. 128-129

Indicativ I 5-98

...Manualul instalatorului, editia 2010 Indicativ 19/1-96 pentru exploatarea instalatiilor sanitare Indicativ 113/2002 privind exploatarea instalatiilor de incalzire centrala Indicativ