icecon

INSTITUTUL DE CERCETRI PENTRU ECHIPAMENTE I TEHNOLOGII N CONSTRUCII ICECON SA

INSTITUTUL DE CERCETARI PENTRU ECHIPAMENTE SI TEHNOLOGII IN CONSTRUCTIIS.A.ICECON

RESEARCH INSTITUTE FOR CONSTRUCTION EQUIPMENT AND TECHNOLOGIES

ASIGURAREA CALITII I EFICIENEI LUCRRILOR DE INFRASTRUCTUR N CONSTRUCII

CARACTERISTICI SPECIFICE I CERINE PRIVIND PROCEDEE TEHNOLOGICE I ECHIPAMENTE PERFORMANTE

Contract: 521 / 29.10.2012Beneficiar: M.D.R.A.P.

Faza 1: Documentare. Stabilirea condiiilor tehnologice i a cerinelor specifice pentru lucrri de mbuntire a terenurilor de fundare, inclusiv coloane; lucrri de terasamente; lucrri de executare a piloilor i baretelor; lucrri de executare a ancorajelor forate; lucrri de executare a pereilor de sprijinire i/sau etanare.Partea I Caracteristici specifice i cerine privind procedee tehnologice i echipamente performante pentru asigurarea calitii i eficienei lucrrilor de mbuntire a terenurilor de fundare, inclusiv coloane

Preedinte-Director General Prof.univ.dr.ing.dr.hc. Polidor BRATUICECON S.A. Bucureti

ef de Proiect Prof.univ.dr.ing.dr.hc. Polidor BRATU

Bucureti, 2013

INSTITUTUL DE CERCETARI PENTRU ECHIPAMENTE SI TEHNOLOGII IN CONSTRUCTIIS.A.ICECON

RESEARCH INSTITUTE FOR CONSTRUCTION EQUIPMENT AND TECHNOLOGIES

Colectiv de elaborare:

ef proiect Prof. Dr. ing.Polidor BRATU

Prof. dr. ing. Petre ZAFIU

Prof. dr.ing. Alexandru VLDEANU

ing. Carmen ALEXANDRU

ing. Carmen DEBELEAC

ef lucrri Dr. ing. tefania IONESCU

Drd. ing. Dipl. Ctlina GHECEF

Prof. univ. Ana Maria GRMESCU

Drd. ing. Roza PAIOVICI

Dr. ing. Marin BADIU

Drd. ing. Daniela FIAT

Drd. ing. Mirela LAZR

Sos. Pantelimon 266 sector 2 cod 021652 CP 3 - 33 Bucuresti ROMANIA Tel. 4021 202 55 00 Fax 4021 255 14 20 E-mail: iceconicecon.roRegistrul Comertului J 40/7351/1995 CUI R 7702002 Cod IBANLei: RO54BPOS71003031241ROL01EURO: RO21BPOS71003031241EUR01IBAN RO50TREZ7025069XXX003894CUPRINS

Introducere............................................................................................................................................5Partea I Caracteristici specifice i cerine privind procedee tehnologice i echipamente performante pentru asigurarea calitii i eficienei lucrrilor de mbuntire a terenurilor de fundare, inclusiv coloane.....................................................................................................................8CAP.I_1 - Domeniul de aplicare........................................................................................................9CAP. I_2. Condiii tehnologice i cerine specifice pentru lucrri de mbuntire a terenurilor............................................................................................................................................9I_2.1 Condiii tehnologice generale de executare a lucrrilor de mbuntire a terenurilor........................................................................................................................................9I_2.2 Cerine specifice pentru mbuntirea terenurilor slabe de fundare cu perne....................................................................................................................................................11I_2.3 Cerine specifice pentru mbuntirea terenurilor slabe de fundare prin compactarea cu maiul greu............................................................................................................................................12I_2.4 Cerine specifice pentru mbuntirea de adncime prin compactare cu maiul foarte greu................................................................................................................................................16 I_2.5 Cerine specifice pentru lucrri de mbuntire cu coloane de pmnt.............................18 I_2.6. Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire cu coloane vibrate din materiale granulare .............................................................................................................................................20 I_2.7 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire cu coloane din materiale granulare, prin vibroflotare..........................................................................................................................................22 I_2.8 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire cu coloane din material granular vibropresate.........................................................................................................................................30 I_2.9 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire cu incluziuni rigide (sub forma unor coloane de beton simplu )....................................................................................................................34 I_2.10 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire cu coloane de beton simplu cu modul controlat...............................................................................................................................................39 I_2.11 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire prin preumezire...................................41 I_2.12 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire prin drenare.........................................43 I_2.13 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire prin congelare.....................................46 I_2.14 Cerine specifice pentru lucrarile de mbuntire a terenurilor in situ prin stabilizare.............................................................................................................................................48 I_2.15 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire i etanare a terenului prin injecii.......51 I_2.16 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire a terenurilor prin coloane injectate cu presiune jet grounting.......................................................................................................................55CAP. I_3 Concluzii...........................................................................................................................60I_3.1 Motivaia cerinelor privind procesele tehnologice pentru lucrrile de mbuntire a terenurilor prin toate metodele prezentate.....................................................................................60I_ 3.2 Conceptii generale pentru aplicarea metodelor de mbuntire........................................60Anexa I.1 PROCEDEE DERIVATE SAU ALTERNATIVE. Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire cu elemente de material granular...................................................................................62Anexa I.2 EXEMPLE DE SOLUII TEHNICE PENTRU DIFERITE TIPURI DE LUCRRI PENTRU CONSOLIDAREA TERENULUI DE FUNDARE CU SOLUIA DE TIP INCLUZIUNI RIGIDE...............................................................................................................................................64Anexa I.3 CARACTERISTICI I PROPRIETI ALE PMNTURILOR SPECIFICE EXECUTRII LUCRRILOR DE INFRASTRUCTUR N CONSTRUCII............................................67 I.2.1. Consideraii privind necesitatea fundrii n condiii dificile de teren...............................67 I.2.1.1 Consideraii cu privire la necesitatea fundrii pe terenuri dificile............................67 I.2.1.2 Concepii cu privire la mbuntirea terenurilor dificile...........................................68 I.2.2. Problematica mbuntirii caracteristicilor pamnturilor n vederea executrii fundaiilor............................................................................................................................................69Anexa I.3 Terminologie.............................................................................................................71Anexa I.4 - Documente de referin............................................................................................74Lista tabelelorPartea ITabel nr. I.1. - Parametri tehnologici maiuri grele

Lista figurilorPartea IFig I.1 Schema de compactare cu maiul greu [3]Fig I.2 Utilaj de compactare cu maiul greu [3]Fig I.3 Exemplu de mai greu din beton armat cu diametrul de 1,3 m i masa de 2,2 t [3]Fig I.4 Corpul crligului se croiete din plac de oel de 30 mm grosime [3]Fig. I.5 Compactare cu maiuri greleFig. I.6 Umplere cu material de adaos i compactareFig. I.7 Sondez percutant pentru executarea coloanelor de pmnt [3]Fig. I.8 Excavator adaptat pentru executarea coloanelor de pmnt [3]Fig. I.9. Metoda uscat de alimentare pe jos [51] Fig. I.10. Metoda uscat de alimentare pe sus [51]Fig. I.11. Vibrator de adncime [51]Fig. I.12. mbuntirea cu coloane din pmnt executate prin vibroflotare [www.casamea.ro]Fig. I.13 Fazele consolidrii prin vibroflotare [www.casamea.ro]Fig. I.14 Vibronlocuirea prin procedeul uscat [www.casamea.ro]Fig. I.15 Introducerea materialului granular prin interiorul vibroflotorului [www.casamea.ro]Fig. I.16 Vibronlocuirea prin procedeul umed [www.casamea.ro]Fig. I.17 Deformarea radial a coloanei de pmnt [www.casamea.ro]Fig. I.18 mbuntirea cu coloane din beton executate prin vibronlocuire [www.casamea.ro]Fig. I.19 Injectarea unei suspensii de ciment n balast [www.casamea.ro]Fig. I.20 Construcia vibroflotorului [www.casamea.ro]Fig. I.21 Fazele de execuie a unei coloane din balast vibropresat [85]Fig. I.22 Fazele de execuie unei coloane din balast realizat cu prelungitor folosind utilajul de vibropresare Fig. I.23 Utilaj de vibropresare [www.zublin.ro]Fig. I.24 Tubul de inventarFig. I.25. Incluziune cu seciune constant [77]Fig. I.26.Incluziuni cu seciune profilat-cu nervuri [77]Fig.I.27. Execuia incluziunilor prin forare de ndesare [77]Fig.I.28. Tehnologie de realizare a incluziunilor prin vibrare [77]Fig. I.29. Strat de transfer [77]Fig. I.30. Instalarea coloanelor cu modul controlatFig. I.31 Burghiu specialFig. I.32 Metode de lucru pentru mbuntirea prin preumezireFig. I.33 Preumezire cu exploziiFig. I.34 Amplasarea explozibilului la mbuntirea prin preumezire cu exploziiFig. I.35 Echipament pentru drenuri fitilFig. I.36 Drenuri de nisipFig. I.37 Tasare forat a drenurilor cu prencrcare prin rambleereFig. I.38 Tasarea accelerat a drenurilor prin vacuumareFig. I.39 Drenarea orizontalFig. I.40 mbuntire prin congelare prin metoda deschisFig. I.41 mbuntire prin congelare prin metoda nchisFig. I.42 Echipamente pentru stabilizare prin tratarea pe loc (n situ) a pmnturilorFig. I.43 Stabilizarea mecanic prin adugarea unor adaosuri granulareFig. I.44 Etape la mbuntirea pmntului prin injeciiFig. I.45 Injectare ascendent Fig. I.46 Injectarea descendentFig. I.47 Plan de dispunere a injeciilorFig. I.48 Fazele de execuie a coloanelor injectateFig. I.49 Metode de lucru a coloanelor injectateFig. I.50 Echipament tehnologic pentru executarea injeciilor cu materiale pulverulenteFig. AI_1 Prezentarea schematic a tehnologiei de execuie pentru mbuntire cu elemente de material granularFig. AI_2 Tubarea elementelor de material granular n cazul terenurilor moiFig. A I_3 mbuntirea terenului de fundare la o turbin eolian [77]Fig. A I_4 mbuntirea terenului de fundare a unor rezervoare de petrol [77]Fig. A I_5 Incluziuni pentru fundarea stlpilor [77]Fig. A I_6 Deformaii posibile ale pardoselilor [77]Fig. A I_7 mbuntirea terenului sub pardoseal [77]

INTRODUCERE

Obiectivele fundamentale ale prezentei lucrri pot fi sintetizate astfel:a. Definirea, fundamentarea i dezvoltarea algoritmului tehnologic i de execuie cu echipamente asociate, performane i caracteristici de exploatare eficiente astfel nct s poat fi asigurat cerina de calitate a execuiei n direct concordan cu resursele i costurile implicate.b. Stabilirea procedeelor tehnologice, a echipamentelor de execuie, precum i a cerinelor parametrice de calitate la valori ale nivelurilor de prag, astfel nct s poat fi stabilit strategia i procedura operativ i eficient pentru lucrri de infrastructur.c. Conceperea procedeelor tehnologice ca un sistem unitar n corelaie cu echipamentele de execuie, astfel nct pe baza variantelor parametrice de stabilire a liniei tehnologice utilizatorii acestor documente tehnice s poat alege i stabilii tehnologia de execuie cu echipamentele aferente la nivelul de calitate i eficien prevzut n documentaia tehnic a investiiei unei lucrri de infrastructur.d. Elaborarea i prezentarea sintetic, documentat i integrat pentru sistemul tehnologie-echipament poate deveni baza procedural pentru obinerea certificatului de specialitate, cu introducerea n registrul operatorilor de execuie a lucrrilor de infrastructur.e. Stabilirea etapelor tehnologice semnificative i a echipamentelor de lucru aferente astfel nct sa poat fi definit corelaia parametric funcional, de execuie tehnologic, de capabilitate i mentenabilitate a echipamentelor n vederea optimizrii unor strategii eficiente i de calitate predictibil astfel nct s constituie baza conceptual pentru elaborarea proiectelor tehnologice/fielor tehnologice a lucrrilor de execuie pe antier.f. Elaborarea i dezvoltarea tehnologiilor i a echipamentelor cu contribuii semnificative pentru atingerea calitii predictibile, a performanelor echipamentelor, a proteciei mediului i a conducerii lucrrilor cu personal specializat trebuie s se constituie, ntr-un concept unitar, care s permit i s asigure cerinele de formare profesional i etapele de coninut i frecven pentru formarea continu a personalului din construcii, pe toate categoriile de specialiti (proiectare, execuie, management al calitii, management de proiect, managementul tehnologic, managementul echipamentelor tehnologice etc.), precum i toate categoriile de speializare (ingineri, tehnicieni, maitri, muncitori, economiti, laborani).Lucrarea se adreseaz specialitilor din proiectare, execuie, precum i beneficiarilor construciilor i reprezint o sintez actualizat privind tehnologii i echipamente de lucru, precum i recomandri specifice pentru lucrri de infrastructur a construciilor, pe baza crora s se poat adopta soluii tehnice de execuie la un nivel predictibil de calitate i eficien. S-au prezentat procedee tehnologice i echipamente performante n concordan cu documentele existente pe plan internaional , astfel nct s poat fi realizate n final proceduri de bun practic pentru urmtoarele categorii de lucrri:I. mbuntirea terenurilor;II. terasamente; III. executarea fundaiilor indirecte;IV. executarea ancorajelor forate;V. executarea pereilor de sprijinire i/sau etanare.Urmtoarea faz a contractului se refer la stabilirea cerinelor, procedurilor i sistemelor de asigurare i monitorizare a calitii categoriilor de lucrri menionate mai sus, iar n ultima faz se va prezenta sinteza informaiilor necesare pentru asigurarea calitii i eficienei lucrrilor de infrastructur a construciilor, precum i recomandri pentru alegerea procedeului tehnologic n conexiune cu echipamentele de execuie n vederea atingerii performanei predictibile.Lucrarea cuprinde cinci pri, anexe i lista documentelor de referin. Partea I prezint cerine specifice, procedee tehnologice i echipamente, parametri tehnologici de lucru pentru lucrri de mbuntire a terenurilor i anume:- compactare de adncime cu maiul greu i supergreu;- coloane de pmnt;- preumezire;- drenare;- injectare;- stabilizare;- congelare.Partea II prezint cerine specifice, procedee tehnologice i echipamente, parametri tehnologici de lucru pentru lucrri de terasamente i anume: -excavaii i umpluturi; -nivelri; -profilri; -compactare; -sprijiniri; -epuizmente.Partea III prezint cerine specifice, procedee tehnologice i echipamente, parametri tehnologici de lucru pentru lucrri de executare a fundaiilor indirecte (piloi, barete).Partea IV prezint cerine specifice, procedee tehnologice i echipamente, parametri tehnologici de lucru pentru lucrri de executare a ancorajelor forate.Partea V prezint cerine specifice, procedee tehnologice i echipamente, parametri tehnologici de lucru pentru lucrri de executare a pereilor de sprijinire i/sau etanare (perei mulai, perei cu seciune continu prefabricai).De asemenea, fazele urmtoare vor cuprinde capitole separate pentru cele cinci categorii de lucrri urmnd ca, n final, lucrarea s se publice pe fascicole separate. Se menioneaz faptul c, fiecare fascicol n parte individualizeaz categoriile de tehologii i echipamente aferente, astfel nct ntregul coninut s aib caracter algoritmic pe baza unei sinteze actualizate de date i informaii n corelaie cu nivelul actual de cerine pe plan internaional, astfel nct s ofere variante posibile de alegere i optimizare a unui procedeu tehnologic cu echipamentele asociate.De asemenea fiecare fascicol n parte va cuprinde informaii, cerine i proceduri de sistem i operaionale, n variante posibile, astfel nct s poate fi realizate conceptele de management tehnologic al capabilitii echipamentelor i al asigurrii calitii lucrrilor de construcii .

Partea I Caracteristici specifice i cerine privind procedee tehnologice i echipamente performante pentru asigurarea calitii i eficienei lucrrilor de mbuntire a terenurilor de fundare, inclusiv coloane

CAP. I_1 Domeniul de aplicareLucrarea se adreseaz specialitilor din proiectare, execuie, precum i beneficiarilor construciilor i reprezint o sintez actualizat privind tehnologii i echipamente de lucru, precum i recomandri specifice pentru diferite lucrri de construcii, pe baza creia s poat fi adoptate soluii tehnice de execuie la un nivel predictibil de calitate i eficien. S-au prezentat procedee tehnologice i echipamente performante n concordan cu documentele existente pe plan internaional, astfel nct s poat fi realizate n final proceduri de bun practic pentru urmtoarele categorii de lucrri:- compactare de adncime cu maiul greu i supergreu;- coloane de pmnt;- preumezire;- drenare;- injectare;- stabilizare;- congelare.

CAP. I_2. Condiii tehnologice i cerine specifice pentru lucrri de mbuntire a terenurilor I_2.1 Condiii tehnologice generale de executare a lucrrilor de mbuntire a terenurilor.A. Principii generalembuntirea terenurilor const n modificarea artificial a caracteristicilor mecanice i fizice ale acestora n vederea executrii unor lucrri sau a asigurrii stabilitii.Metodele de mbuntire a solului reprezint unul dintre instrumentele disponibile pentru inginer pentru a rezolva probleme de stabilitate i deformaii, care apar la proiectarea fundaiilor construciilor. Se utilizeaz multe metode de mbuntire a solului, care asigur caracteristici geotehnice mbuntite ale pmntului, de la metode foarte vechi ca piloi de lemn, pn la metode mai recente, cum ar fi metodele de injectare sau congelare. Metodele mecanice de mbuntire a terenurilor slabe de fundare sunt urmtoarele: Perne: de pmnt; din material granular. Compactarea de suprafa: cu maiul greu; cu maiul supergreu; cu vibromaiul. Compactarea de adncime: cu coloane verticale; prin explozii de adncime; prin lestare; prin umezire. Accelerarea mbuntirii terenului: cu drenuri verticale din material granular; cu drenuri verticale din geotextile.Pentru alegerea metodei de mbuntire se ine seama de o serie de factori tehnici, tehnologici i economici: stratificaia i caracteristicile mecanice i fizice ale pmntului supus procesului de mbuntire, nivelul apelor subterane i limitele de variaie a acestuia pe amplasament, sensibilitatea la umezire a terenului de fundare, dotarea tehnic de care se dispune, natura lucrrilor de construcii etc.B. Efectul metodelor i procedeelor tehnologice de mbuntire a pmnturilor cu comportament specialPrincipalele modificri care se urmresc prin aplicarea diferitelor procedee de mbuntire a pmnturilor sunt: reducerea compresibilitii; creterea rezistenei la forfecare; micorarea permeabilitii; eliminarea sensibilitii la umezire; reducerea potenialului de contracie umflare; micorarea gelivitii etc.O definiie corect a mbuntirii terenului poate fi aceea c se poate controla starea i natura terenului de fundare astfel nct s se poat obine un rspuns satisfctor la aciuni impuse n raport cu structura.Aplicarea unor procedee de mbuntire a caracteristicilor pmntului are ca rezultat transformri de natur cantitativ, prin modificarea doar a raporturilor ntre fazele componente ale pmntului (crete ponderea fazei solide); este cazul celor mai multe dintre metodele de compactare de suprafa sau n adncime.Aplicarea altor procedee conduce la modificri care sunt att cantitative ct i calitative, prin schimbri n structura intim a pmntului sau formarea de noi componeni ai structurii, cum este cazul procedeelor bazate pe: amestecarea pmntului cu diferite materiale; injectarea n pmnt a anumitor substane; folosirea de ageni termici etc.Clasificarea metodelor de mbuntire a calitii terenurilor cu comportament special se poate face dup mai multe criterii: tehnologia folosit; caracterul metodei; felul transformrilor calitative i cantitative ce au loc n teren.Dar, avnd n vedere importana hotrtoare a aplicrii corecte a tehnologiei pentru succesul oricrei tratri a pmntului, o alt clasificare dup criteriul tehnologiei folosite mparte tehnologiile n patru categorii i anume: Compactarea pmnturilor prin procedee mecanice; Stabilizarea pmnturilor; Injectarea pmnturilor i rocilor; Tratarea termic a pmnturilor.Metodele de mbuntire se aleg n funcie de: natura pmntului i modificarea urmrit a acestuia; grosimea stratului de pmnt supus mbuntirii; materialele utilizate acolo unde este cazul; utilajele i echipamentele de lucru.

I_2.2 Cerine specifice pentru mbuntirea terenurilor slabe de fundare cu perne.A. Principii generale i domenii de aplicareCriteriile pentru alegerea pmnturilor necoezive utilizate la executarea lucrrilor tip pern trebuie s se bazeze pe atingerea dup compactare a unei rezistene, rigiditi i permeabiliti corespunztoare. (1) Criteriile trebuie s ia n considerare scopul umpluturii i cerinele impuse de lucrrile amplasate pe aceasta. (2) n acest sens se vor avea n vedere prevederile din GHID PRIVIND INTERPRETAREA I CONTROLUL LUCRRILOR DE COMPACTARE A PMNTURILOR NECOEZIVE CU GRANULAIE MARE, Indicativ GT 067-2013 i SR EN 1997-2, cap. 5.10 ncercri de compactare a pmntului.La alegerea pmnturilor necoezive pentru realizarea lucrrilor de compactare tip pern trebuie s se in seama de urmtoarele aspecte:a) natura i caracteristicile fizice ale terenului natural de sub pern;b) nivelul apei subterane n terenul de sub pern;c) caracteristici mecanice ale terenului de sub pern;d) compoziia granulometric a materialului utilizat n pern;e) capacitatea de compactare;f) permeabilitatea materialului dup compactare;g) deformabilitatea materialului dup compactare;h) efectele excavrii, transportului i punerii n oper a materialului;i) condiiile meteoclimatice de la data execuiei.Pmnturile necoezive utilizate la realizarea pernelor se exploateaz direct din cariere, balastiere sau prin excavare. n cazul n care pmnturile necoezive se exploateaz de sub nivelul hidrostatic, materialul se depune n depozite intermediare pentru eliminarea excesului de umiditate. Cnd materialul este uscat se aduce la umiditatea optim de compactare prin adugare de ap.Pentru aceeai pern, dup transportul n lucrare, se recomand aprovizionarea cu material dintr-o singur carier (surs). Nu se accept prezena resturilor vegetale vizibile, buci de lemn, materii organice, deeuri industriale, resturi menajere.Granulozitatea materialului trebuie s fie continu, reprezentat sub forma unei curbei granulometrice bine gradate, care se apreciaz pe baza unor mijloace cantitative furnizate de factorul de curbur granulometric (1 70 MPa; < 2; rezistena la compresiune la 28 zile: 3,2 MPa. Acest material este amestecat ntr-o betonier i compactat cu un rulou.Deasupra platformei de transfer se prevede un strat de egalizare din beton C 8/10 de 10 cm grosime.n cazul n care stratul de transfer are grosimea redus sau lipsete, incluziunile de beton trebuie armate.

Fig. I.29. Strat de transfer [77]a - din balast armat cu geogrile; b din loess stabilizat

CONCLUZIIn funcie de caracteristicile terenului i a construciei, se poate adopta fundarea direct consolidnd terenul prin utilizarea incluziunilor rigide. Acestea prezint urmtoarele avantaje: compactarea terenului prin forare de ndesare, vibrare sau presare; reducerea eforturilor n terenul de fundare mbuntit prin concentrarea acestora n mare parte n incluziuni; transmiterea eforturilor la un teren cu capacitatea portant corespunztoare; tratarea n adncime a straturilor de teren cu caracteristici geotehnice slabe; eliminarea sensibilitii terenului loessoid la prezena apei ; grad mare de adaptabilitate la variaia de grosime a terenului; evitarea excavrii terenului i n consecin a transportului acestuia cu efecte benefice asupra mediului nconjurtor; randamentul mediu de execuie, relativ ridicat, de cca. 500 m/zi, utilaj lucrndu-se cca. 10 ore/zi.Pentru conlucrarea incluziunilor i fundarea radierului construciei este necesar o platform de transfer care poate fi realizat din material granular, cu sau fr armtur din geogrile, loess stabilizat sau chiar beton simplu, plastic, n funcie de natura terenului, distanta ntre incluziuni etc.

I_2.10 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire cu coloane de beton simplu cu modul controlat

A. Principii generalembuntirea cu coloane cu modul controlat creaz o platform de transfer a greutii constituit din material bine compactat de calitate, dac este necesar un geotextil structural este instalat pentru a distribui eficient ncrctura de la suprastructura la coloanele cu modul controlat. Acest fapt determin un comportament elastic global al complexului pmnt/incluziuni/platforma de transfer a greutii, similar cu comportamentul terenului.Lucrrile de mbuntire cu coloane de beton simplu cu modul controlat respect cerinele din caietul IV Prevederi generale privind mbuntirea terenurilor de fundare slabe prin procedee mecanice indicativ C 29/I-85.B. Procedee de lucru i echipamenten general, succesiunea lucrrilor pentru mbuntirea terenului utiliznd coloane cu modul controlat este urmtoarea:a. execuia unei platforme de lucru deasupra nivelului terenului. Aceast platform este realizat din material granular cu o grosime de minim 400 mm si va suporta un echipament cu o greutate de aproximativ 50 tone;b. executarea coloanelor cu modul controlat;c. nivelarea coloanelor la nivelul de jos al covorului seismic;d. executarea fundaiei superficiale dup instalarea stratului de transfer de o grosime de 200 mm peste coloane, compus din material granular bine compactat de o grosime minim de 200 mm.n faza 1 se stabilesc viitoarele coloane cu modul controlat. n faza 2, pentru fiecare coloana se realizeaz urmtoarele operaiuni: introducerea burghiului special de deplasare n teren la adncimea necesar prin apsarea pe utilaj si rotirea lui. Acest burghiu are o form special pentru a deplasa terenul n lateral. Diametrul su variaz de la 250 mm la 450 mm i este nchis la captul de jos de o valv retractant. n timpul acestui proces, parametrii de forare sunt nregistrai de un dispozitiv special electronic (viteza de forare, fora de traciune, cuplul aplicat, etc.); nainte de atingerea adncimii necesare, este inserat betonul n burghiul special prin tij; dup atingerea adncimii necesare, se oprete mpingerea; burghiul este extras, n timp ce betonul este introdus prin tija. Extragerea se realizeaz fr rotirea n sens invers a burghiului. Viteza de extragere este controlat de ctre operator prin dipozitivul electronic de controlare pentru a asigura o umplere corespunztoare a coloanelor;n faza 3, se trece la urmtoarea coloan cu modul controlat care trebuie realizat. n faza 4, coloana este nivelat la nivelul de jos al covorului sesimic de un excavator nainte de ntrirea betonului. Materialul excavat este apoi pus la loc n excavare pn cnd excavarea definitiv pentru construcia fundaiei superficiale este executat.C. Echipamente de lucruSistemul folosete un burghiu spiralat special pentru coloane de deplasare. Rezultatul: coloane de o capacitate mai mare fr deteriorri, care pot fi folosite pe antier n apropierea structurilor sensibile.Execuia coloanelor cu modul controlat este aratat n figura I.30. Realizarea coloanei este silenioasa, fr vibraii i genereaz deteriorri minime. Burghiul este introdus n teren pn la adncimea necesar. Monitorizarea poate fi efectuat pe baza cuplului de torsiune i a ratei de penetrare pe revoluie a burghiului.

Fig. I.30. Instalarea coloanelor cu modul controlat

n contrast cu coloanelor realizate cu freza elicoidal cu spir continu, pmntul nu este ndeprtat pe msur ce burghiul penetreaz, dar este ndesat n lateral cu ajutorul unui burghiu cu o form special.Astfel, se densific terenul nconjurtor i se sporete rezistena la apsare. Tija concav a burghiului este nchis temporar la captul de jos cu o plcu de oel i este conectat la capul pivotant forator printr-un canal gol. La captul superior al capului de forare, un pivot conecteaz acest canal la linia de alimentare cu amestecul de ciment prin care amestecul de ciment este pompat n timpul formrii coloanelor se atinge adncimea necesar, un amestec foarte maleabil de ciment este pompat prin centrul gol al burghiului, deplasnd plcuta de nchidere. Amestecul de ciment tnete sub presiune din burghiu pe msur ce acesta este retractat.Burghiul care se retrage se rotete n aceeai direcie ca n timpul penetrrii. Acest lucru asigur c terenul de deasupra burghiului rmne tasat prin micarea invers a elicelor din captul burghiului. Rezultatul este un canal de coloan care este fixat de terenul nconjurtor. Introducerea burghiului special de deplasare (fig. I.31) n teren la adncimea necesar prin apsarea pe utilaj i rotirea lui. Acest burghiu are o form special pentru a deplasa terenul n lateral n loc s-l nlture. nainte s se ating adncimea necesar, ncepe inserarea betonului n burghiul special prin tij.

Fig. I.31 Burghiu special

Exemple de lucrri cu diferite tehnologii de lucru moderne sunt prezentate n ANEXA 1 .

I_2.11 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire prin preumezire.

A. Principii generaleMetoda se aplic pentru mbuntirea n adncime, a terenurilor sensibile la umezire (loess), obinndu-se o tasare de 0,5...2,5 m.B. Procedee de lucru i echipamenteSe pot aplica dou metode de lucru (fig. I.32): preumezirea simpl; preumezirea combinat cu efectul exploziilor de adncime.

Fig. I.32 Metode de lucru pentru mbuntirea prin preumezire

Preumezirea simpl se realizeaz prin executarea unei incinte de inundare cu o adncime egal cu grosimea stratului vegetal, dar nu mai mic de 0,5 m. Pe suprafaa incintei se aterne un strat de balast de 10...15 cm grosime, cu pante de 2 3 %, pe circa 10 m de la margine. n incint se asigur un nivel constant de ap de 0,30,5 m. Pentru grbirea procesul de umezire i mrirea limitei de extindere a procesului n afara incintei se pot executa foraje dren (fig. I.32.a), cu diametrul de 14...40 cm i adncimi egale cu 0,4...0,8 din grosimea stratului de pmnt sensibil la umezire. Preumezirea cu explozii asociaz efectului de umezire, prezentat anterior, pe cel al ocului provocat de exploziile unor ncrcturi de dinamit (fig. I.32.b). Forajele dren, care servesc pentru umezirea n mas a terenului sunt echipate la interior cu evi metalice nchise etan la baz. n evi se introduc ncrcturile de exploziv i conductoarele electrice, iar apoi se bureaz cu nisip pn la suprafa (fig. I.33). n cazul unei grosimi mari a stratului de teren loessoid forajele se execut pe 0,6...0,7 din grosimea acestuia, iar n cazul grosimii reduse forajele se execut pe ntreaga grosime, iar eava cu dinamit este cobort cu 0,5...1,0 m sub baza stratului. Exploziile se declaneaz succesiv, pe iruri, cu o decalare de o secund ntre ele (fig. I.34).

Fig. I.33 Preumezire cu explozii

Fig. I.34 Amplasarea explozibilului la mbuntirea prin preumezire cu explozii

C. Parametrii tehnologiciCerinele de calitate i de performan vizate, n funcie de natura terenului i metoda aplicat: adncimi de lucru (8...10 m); tasarea obinut la terminarea lucrrii (0,5...1,2 m la preumezirea simpl i 1,5...2,5 m la preumezirea combinat); diametrele forajelor - dren (14...40 cm); adcimea forajelor - dren (0,4...0,8 din grosimea stratului de pmnt sensibil la umezire); productivitatea.

I_2.12 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire prin drenare.

A. Principii generalePentru grbirea procesului de mbuntire a pmnturilor argiloase sau prfoase mbibate cu ap (att sub greutate proprie ct i sub ncrcri), proces ce depinde n mare msur de permeabilitate, se urmrete un sistem care s permit eliminarea apei n timp ct mai scurt.Metoda const n accelerarea fenomenului de mbuntire natural, prin reducerea permeabilitii pmntului ca urmare a pozrii n pmnt a unui sistem de drenaj.Lucrrile de mbuntire prin drenare respect cerinele din SR EN 15237:2007.

B. Procedee de lucru i echipamenteLucrrile de drenare sunt de tipul: drenarea vertical, aplicat pentru mbuntirea propriu-zis a straturilor orizontale; drenarea orizontal, aplicat pentru evitarea alunecrilor de teren.Drenarea vertical poate fi asigurat prin: drenuri fitil (me) din carton, geotextile, material plastic sau structuri mixte; drenuri de nisip n foraje (soluia clasic); drenuri tubulare prefabricate.Drenurile fitil au n alctuire structuri drenante, fabricate industrial (prefabricate), fiind puse n lucrare, prin nfigerea n teren, cu un echipament tehnologic specializat. Acestea asigur o durat de via mbuntit i o mare suplee, fr ngustare (trangulare) datorit fluajelor masivului n care sunt pozate. Snt de asemenea caracterizate de rapiditatea i facilitatea punerii n lucrare.Echipamentul de punere n lucrare a drenurilor fitil comport, n general, o mandrin prevzut cu o cavitate specific prin care culiseaz drenul, echipat la baz cu un sabot metalic de blocare (fig. I.35).

Fig. I.35 Echipament pentru drenuri fitilnfigerea mandrinei n pmnt se poate face prin diverse metode: apsare, lansare, batere sau vibrare. Adncimea de pozare a drenurilor poate atinge 50 de metri. Ritmul de punere n lucrare poate atinge 2 500 m de drenuri pe zi. Utilizarea unor mandrine multiple permite ritmuri mult mai rapide cu o singur main purttoare.Drenuri din nisipMetoda drenurilor de nisip const n umplerea cu nisip a unor foraje, cu diametre de pn la 0,5 m, fcute sub protecia unui tubaj, prin evacuarea pmntului spat de la baza tubajului, pe msura nfigerii acestuia n pmnt. Dimensiunile drenurilor, dispuse la distane interaxe de 210 m, depind de condiiile specifice lucrrii putnd avea adncimi de pn la 25 m (uzual 10 15 m) i diametre de 650 cm. La suprafaa terenului se amenajeaz un strat drenant orizontal de nisip prin care se evacueaz apa ajuns la suprafa prin drenurile colectoare.Pentru aplicarea sistemului se au n vedere trei metode de lucru (fig. I.36): tasare natural fr prencrcare; tasare forat cu prencrcare prin rambleere; tasarea accelerat prin vacuumare.

Fig. I.36 Drenuri de nisip

Prencrcarea prin rambleere (fig. I.37) const n executarea unui rambleu pe amplasamentul viitoarei construcii i ateptarea timpului necesar pentru definitivarea tasrilor. Rambleul poate fi ulterior ndeprtat pentru executarea construciei sau poate fi completat (n cazul lucrrilor de drumuri sau de ci ferate).

Fig. I.37 Tasare forat a drenurilor cu prencrcare prin rambleere1 terenul natural; 2 drenuri verticale; 3 stratul drenant superior; 4 rambleul; 5 drenuri colectoare, orizontale.

Tasarea accelerat prin vacuumare se obine prin acoperirea stratului drenant de nisip sau pietri cu o membran impermeabil fixat etan pe contur, sub nivelul terenului, ntr-o tranee umplut cu noroi bentonitic (fig. I.38). Membrana se conecteaz la o pomp de vacuum care va ndeprta aerul din stratul drenant ca urmare a unei suciuni de 0,7...0,85 bar. Aceasta este echivalent cu efectul prencrcrii cu un rambleu de 4...5 m nlime.

Fig. I.38 Tasarea accelerat a drenurilor prin vacuumare1 strat drenant din nisip; 2 canale colectoare; 3 pomp de vacuum.

Drenuri tubulare prefabricateDrenurile prefabricate sunt alcatuite dintr-un miez tubular, cu diametru exterior de 50 mm i un diametru interior de 45 mm i sunt fabricate din material plastic inelar perforat, cu caneluri, rezistent la ntindere rapid i mbtrnire, ocuri, strivire, nconjurat de un ciorap filtrant din geotextil neesut. Instalarea drenurilor tubulare prefabricate se face n interiorul unei mandrine cilindrice goal n interior, cu diametru exterior de 100 mm. Mandrina mpins n pmnt prin aplicarea unei fore statice de apsare, trebuie s fie suficient de rigid, o ancor fiind fixat la baza drenului naintea instalrii, prevenind ptrunderea pmntului n interiorul mandrinei n timpul instalrii. Mandrina se retrage, iar drenurile trebuiesc tiate n aa fel nct s se asigure un contact bun cu stratul drenant, la 25 cm deasupra saltelei de lucru.Drenarea orizontalSe face prin foraje ascendente echipate cu tuburi speciale imputrescibile, avnd diametre de 10 cm i lungimi de pn la 100 m. Forajele se realizeaz cu echipamente de foraj rotative. Eficacitatea drenurilor orizontale este asigurat nu numai de captarea i eliminarea apei dar i de modificarea curgerii interioare a apei libere din masa de pmnt prin nlocuirea presiunea curgerii orizontale, destabilizatoare, cu presiunea stabilizatoare a curentului vertical (fig. I.39).

Fig. I.39 Drenarea orizontalSaltele drenanteSaltelele drenante sunt un strat de material granular cu grosimea adecvat i/sau un sistem de drenaj cu geotextil sau un produs asemntor geotextilului.Tasrile datorate consolidrii provoac o coborre a prii centrale a saltelei drenante n aceste situaii, poate fi necesar realizarea de puuri temporare pentru ndeprtarea apei drenate; se propune s fie luat n considerare protecia saltelei drenante la nghe-dezghe, iar permeabilitatea saltelei drenante trebuie s fie suficient de mare pentru a nu produce o contrapresiune asupra drenurilor.

I_2.13 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire prin congelare.

A. Principii generaleEste o metod de adncime cu caracter provizoriu. Metoda const n nghearea terenurilor puternic acvifere, n vederea executrii unor lucrri subterane, fr s necesite lucrri de epuizmente. Procesul tehnologic const din urmtoarele etape: executarea unor foraje pentru introducerea tuburilor refrigerente; pozarea tuburilor nchise la baz, n interiorul crora se afl tuburi mai mici deschise; punerea n circulaie a agentului refrigerent; congelarea progresiv a straturilor; meninerea strii pe durata executrii lucrrilor.

B. Procedee de lucru i echipamenteSe poate aplica n urmtoarele variante tehnologice: metoda deschis, cu azot lichid; metoda nchis, cu saramur; metoda combinat.B.1 Metoda deschis se desfoar astfel (fig. I.40):Lichidul refrigerent, azotul lichid, este transportat la antier cu autocisterne speciale n care el este meninut la temperatura de 196C i la o presiune de circa 5 bar. Aceast presiune servete asigurrii circulaiei azotului prin tuburi. Dup ultimul tub al reelei, un robinet elibereaz n atmosfer azotul devenit gazos, la o temperatur de aproximativ 60C. Eliberarea azotului n atmosfer nu este poluant, chiar n localiti. Congelarea terenului se face n 23 zile. n continuare, se asigur cu uurin ntreinerea n aceast stare. Rezistena terenului, astfel congelat, este, n general, ridicat: sfrmarea la efortul de 35 Mpa compresiune simpl. Inconvenientul principal este costul ridicat datorat azotului lichid. Metoda este adecvat pentru antiere de scurt durat.

Fig. I.40 mbuntire prin congelare prin metoda deschis

B.2 Metoda nchis se desfoar astfel (fig. I.41):Un circuit frigorific primar, dup principiul frigiderului, prin intermediul unui compresor i un condensator, lichefiaz fluidul. Evaporndu-se, acest fluid sigur rcirea lichidului refrigerent care circul prin tuburi, n circuit nchis. Fluidul primar este, n general, amoniacul. Lichidul refrigerent este, de regul, o saramur avnd o temperatur de utilizare variabil ntre 20C i 30C. n acest caz, tuburile au un diametru mai mare dect pentru azot. Congelarea terenului este mei lent, se face n circa 34 sptmni.

Fig. I.41 mbuntire prin congelare prin metoda nchis

B.3 Metoda combinat const n folosirea complementar a metodelor precedente, utiliznd aceleai tuburi congelatoare. Se combin astfel, o congelare rapid (azot) i o ntreinere economic (saramur). Uneori, este necasar executarea unui tratament prealabil al terenului prin injecii. Se recomand executarea unui tratament lejer n scopul umplerii golurilor i mbuntirea uoar a terenului. Avantajul este dublu: economie de agent refrigerent, prin diminuarea pierderilor i siguran crescut.

C. Parametrii tehnologicin funcie de natura terenului i de performanele tehnologice ale echipamentelor utilizate sunt vizate urmtoarele cerinele de calitate i de performan:a. adncimea de lucru (10...20 m);b. grosimea stratului congelat (1...3 m);c. productivitatea.

I_2.14 Cerine specifice pentru lucrarile de mbuntire a terenurilor in situ prin stabilizare.

A. Principii generaleStabilizarea prin tratarea pe loc (n situ) a pmnturilor const n amestecarea cu diveri liani sau aditivi n vederea modificrii artificiale a anumitor caracteristici ale acestora. n funcie de natura lianilor i de tipurile de echipamente folosite, metodele de stabilizare a pmnturilor au cunoscut o mare diversificare. Tipurile de terenuri supuse stabilizrii in situ se pot ncadra n una din urmtoarele categorii: terenuri mltinoase sau terenuri acvifere instabile; pmnturi slabe de fundare (mluri, prafuri i argile moi, nisipuri afnate, etc.); terenuri contaminate cu diverse substane.Principalele obiective ale tratrii pmnturilor, posibile de atins prin aceast metod, sunt: lucrri de stabilizare a unor straturi de pmnt, realizate prin amestecarea acestora cu liani n vederea modificrii caracteristicilor fizice, chimice i mecanice, obinndu-se astfel mbuntirea rezistenei mecanice (creterea portanei i coeziunii) simultan cu ameliorarea proprietilor la deformare (plasticitatea, maneabilitatea etc); tratarea terenurilor n vederea decontaminrii unor poriuni poluate de teren sau neutralizarea unor deeuri; amestecarea unor materiale n scopul reciclrii deeurilor industriale sau a eliminrii polurii cu deeuri lichide prin izolarea acestora.Principalele situaii tehnologice n care se face stabilizarea pmnturilor sunt urmtoarele: mbuntirea poriunilor de teren instabil, traversate de drumuri i ci ferate prin ameliorarea capacitii portante a straturilor superioare din terasamente; realizarea straturilor de fundaie i de baz la lucrrile de construcii de drumuri i ci ferate; executarea de straturi portante (fundaie i strat de baz) la drumurile ieftine, cu trafic redus, protejate cu tratamente bituminoase sau cu covoare asfaltice; mbuntirea provizorie a terenurilor instabile n vederea executrii unor lucrri de construcii.

B. Procedee de lucru i echipamenteActualele tehnologii, care presupun utilizarea unor echipamente performante de executare a straturilor rutiere stabilizate, folosesc sisteme de maini din care fac parte i stabilizatoarele rutiere, considerate utilaje principale. Aceste tehnologii nu fac obiectul prezentei lucrri.Sistemul de stabilizare prin tratarea pe loc (n situ) a pmnturilor constituie o metod de lucru rapid, economic i facil pentru ameliorarea terenurilor. n cadrul sistemei de maini sunt utilizate dou echipamente (fig. I.42): un amestector reprezentat de un echipament hidraulic ataabil la un excavator n locul cupei; un alimentator presurizat, prevzut cu siloz de stocare a liantului, care utilizeaz aerul comprimat pentru injectarea n centrul echipamentului de amestecare.Amestectorul este reprezentat de un echipament acionat hidrostatic prevzut cu un rotor cu doi tamburi melcai dispui orizontal de o parte i de alta a axului central. Acesta transform excavatorul ntr-un mixer de mari dimensiuni. Eficacitatea amestecrii rezid din dispunerea orizontal a rotoarelor i construcia adecvat a acestora. Rotoarele agit i amestec materialele, ntr-o manier controlat, simultan n trei sensuri diferite.

Fig. I.42 Echipamente pentru stabilizare prin tratarea pe loc (n situ) a pmnturilor

Sistemul poate fi folosit i pentru stabilizarea mecanic prin adugarea unor adaosuri granulare (fig. I.43).

Fig. I.43 Stabilizarea mecanic prin adugarea unor adaosuri granulare

Lianii minerali folosii la stabilizarea straturilor din pmnturi sau alte materiale locale sunt: cimentul portland, care se poate aplic unei game ntinse de pmnturi sau alte materiale locale; varul, sub form de praf sau de past, utilizat pentru pmnturi argiloase-prfoase i cu un grad ridicat de umiditate; lianii puzzolanici (cenu de termocentral i zgur granulat) n combinaie cu var sau ciment; aceti liani sunt utilizai, n general, pentru costurile sczute n raport cu costurile specifice lucrrilor de stabilizare a pmnturilor cu ciment sau var.Sunt cunoscute metode de stabilizare cu ciment, var, bitum sau amestecuri.Stabilizarea cu cimentAmestecul de pmnt cu ciment poate fi privit ca un beton slab n care particulele de pmnt ndeplinesc rolul agregatelor. Dozajul de ciment depinde de natura pmntului i de destinaia amestecului. Astfel, n cazul amestecurilor folosite n infrastructura drumurilor, cerinele de durabilitate i de comportarea la ciclurile nghe-dezghe i umezire-uscare, impun dozaje curente de 6% la nisipuri si 15 % la argile, din greutatea pmntului n stare uscat. Rezistenele la comprimare monoaxial obinute pentru aceste dozaje sunt de ordinul 5 500 kN/m2 la nisipuri i 1400 kN/m2 la argile. Pentru asigurarea proporionrii pe teren, se poate considera orientativ ca la 3 procente din greutatea uscat a pmntului corespund 50 kg (1 sac) de ciment. Aceste amestecuri sunt aduse n vederea compactarii la o umiditate optim care se stabileste prin ncercari. Proctor asemntoare celor standardizate la pmnturi.Sporind dozajele de ciment, se obin amestecuri plastice de pmnt i ciment, care se folosesc la impermeabilizarea pereilor i rezervoarelor sau la protecia feelor barajelor contra eroziunii.n cazul pmnturilor argiloase, la procente reduse de ciment de 2...3%, creterea rezistenei este nesemnificativ, n schimb se micoreaz plasticitatea i deci, i capacitatea de contracie-umflare. Un astfel de tratament poate fi indicat, de exemplu, cnd compactarea corespunztoare a unui pmnt este mpiedicat de umiditatea excesiv i nu poate atepta perioada de timp uscat.Stabilizarea cu var Stabilizarea cu var stins, Ca(OH)2, este folosit mai ales pentru a mbunti caracteristicile pmnturilor argiloase n vederea utilizrii n cadrul sistemelor rutiere. Cu adaosuri de 5...10% var, fa de greutatea n stare uscat a pmntului, se obine un spor de rezisten mai redus dect la tratarea cu ciment, dar se marete lucrabilitatea argilelor cu plasticitate redus i se reduce plasticitatea argilelor grase.Stabilizarea cu bitumStabilizarea cu bitum este utilizat la pmnturile nisipoase, pentru a fi utilizate fie ca strat suport, fie ca mbracaminte la drumuri secundare. Cantitatea de bitum este n mod obinuit de 4...7% din greutatea uscat a pamantului.

C. Parametrii tehnologiciCerinele de calitate i de performan vizate, n funcie de natura terenului i metoda aplicat: grosimea stratului: 4...5 m; capacitatea de amestecare: 6000 m3/or.

I_2.15 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire i etanare a terenului prin injecii.

A. Principii generaleCu ajutorul injeciilor se pot realiza tratamente ale pmnturilor in situ, care constau n mbuntirea terenului, etanarea lui sau simultan etanare i mbuntire.Lucrrile de mbuntire a terenului prin injecii respect cerinele din SR EN 12715:2002.Procedeul const n umplerea golurilor din teren cu amestecuri fluide, numite suspensii, de compoziii diferite, dup efectul urmrit. n acest scop se realizeaz foraje care se echipeaz cu dispozitive speciale ce permit s se injecteze controlat suspensiile cu debitele i presiunile dorite.Prin injectare se pot realiza urmtoarele tipuri de lucrri: ecrane verticale; etanarea unor mase de teren n care urmeaz s se excaveze galerii sau puuri; radiere (funduri) etane orizontale; cuve etane; mbuntirea unor mase de teren pe care urmeaz s se execute fundaii directe.Materialele i produsele folosite la injectare au compoziii diferite n funcie de natura i particularitile terenului supus consolidrii i anume: liani hidraulici i cimenturi: amestec de ciment, bentonit i silicai de sodiu, n cazul terenurilor calcaroase carstice fisurate i aluvionare de granulometrie mijlocie; materiale argiloase; nisipuri, pietriuri i filere; ap; produse chimice i aditivi: amestec de acetat de etil, silicat de sodiu i acvafil (silicatizare), n cazul terenurilor nisipoase neargiloase; rini sintetice (aminoplaste, fenoplaste), n cazul terenurilor nisipoase argiloase; fluide de injectare: suspensii (granulare sau coloidale), soluii (adevrate sau coloidale), mortare,A. Principii i metode de injectareInjectarea de consolidare reprezint o ameliorare a rezistenei sau caracteristicilor de deformabilitate ale unui teren prin mbibare. Scopul injectrii de consolidare este de a ranforsa terenul astfel nct s nu sufere deformaii inadmisibile.Scopul injectrii de compensare este de a compensa n timpul lucrrilor, pierderile de pmnt cauzate prin realizarea tunelurilor sau excavaiilor.Injectrile pot fi de tipul fr deplasarea terenului sau cu deplasarea terenului.Metode de injectare fr deplasarea terenului: injectare de mbibare - urmrete s umple cu un fluid corespunztor interstiiile accesibile dintre granulele pmnturilor permeabile, fr a le deranja integritatea; injectarea fisurilor i injectarea de contact - urmrete s umple cu un fluid fisurile deschise, fracturile sau rosturile dintr-o mas de roci, fr a le deschide sau a crea unele noi, cu scopul de a reduce permeabilitatea i/sau de a crete rezistena masei tratate; injectare de umplere este folosit pentru a umple goluri mari natural sau artificial.Metode de injectare cu deplasarea terenului: fracturare hidraulic utilizat pentru a ranforsa sau stabiliza pmnturile sau rocile, pentru a produce ridicarea structurilor ntr-un mod controlat sau pentru a obine etaneitate prin compartimentare, injectarea solid se refer la introducerea n teren a unui fluid relative rigid (vscos) pentru a provoca deplasare i deformare.n roci, calea de acces la zona de injectare o constituie forajul. Modul de realizare a forajelor este schematizat, astfel[83]: foraje: rotative uscate: fr tubaj; cu tubaj recuperabil; cu aer (cu tubaj recuperabil); rotative umede: fr tubaj; cu tubaj recuperabil: cu noroi bentonitic; cu noroi autontritor; percutante: cu tubaj btut recuperabil; cu lance recuperabil; prin vibrare: cu tubaj recuperabil; cu lance recuperabil. injectare: dup modul de avansare a injectrii: ascendent; descendent; dup modul de realizare a obturrii: cu lancea: introdus prin batere; introdus prin vibrare; cu presetup: n foraj tubat i cimentat; cu pacher gonflabil: n foraj executat uscat fr tubaj; n foraje executate prin batere, tubate n clavete din corpul pereilor mulai; cu pacher tip clopot: n foraje uscate, cu perei cu geometrie uniform; prin tuburi cu manete sau broare cu obturator n tub: n foraje executate cu noroi (netubat) sau cu tubaj de protecie.

B. Procedee de lucru i echipamenteEchipamentele utilizate la executarea lucrrilor de injectare sunt urmtoarele: Utilaj de forat i de nfigere; Utilaj de malaxare i dozare pentru prepararea fluidului de injectare; Utilaj de pompare; Tuburi de injectare; Obturatoare.Echipamentul utilizat pentru execuia lucrrii, trebuie s reziste n siguran presiunilor maxime de injectare prevzute.Procesul tehnologic de executarea injeciilor se desfoar n urmtoarele etape (fig. I.44):

Fig. I.44 Etape la mbuntirea pmntului prin injectii

realizarea forajului, vertical sau nclinat, la adncimea tehnologic necesar; nlocuirea noroiului de foraj (bentonitic) cu suspensie format din bentonit-ciment i ap, prin pompare de la baz; introducerea pe lungimea forajului a unui tub de plastic cu 40 mm, prevzut cu perforaii amplasate la circa 3040 cm pe vertical i protejate cu manoane de cauciuc; pentru introducerea uoar, tubul se umple cu ap, fiind astupat la capt cu un dop; introducerea dispozitivului de injecie alctuit dintr-o eav metalic de 12,5 mm, echipat cu dispozitiv de obturare cu fustie amplasate deasupra primului rnd de orificii; injectarea suspensiei pn la obinerea refuzului; reducerea presiunii n sistem i ridicarea dispozitivului la rndul urmtor de orificii.n scopul forrii gurilor pentru injecii se recomand folosirea de instalaii de forat cu aciune prin rotire (nu rotopercutante) deoarece acestea asigur perei netezi ceea ce permite introducerea echipamentului de injecie. Unele instalaii de foraj pot executa lucrrile cu tubaj de protecie recuperabil.Se pot aplica dou moduri de lucru: injectare ascendent, prin retragere sau n urcare; injectare descendent, prin avansare sau n coborre.Injectarea ascendent, reprezentnd procedeul de baz, se face, ncepnd de la baz, dup executarea forajului pe toat lungimea (fig. I.45). Injectarea descendent se face pentru fiecare trecere imediat dup forarea sa. Forarea i injectarea se succed deci de la suprafa spre profunzimea forajului, i dup fiecare injecie trebuie perforate suspensia ntrit (durificat), care obtureaz forajul (fig. I.46). Fig. I.45 Injectare ascendent Fig. I.46 Injectarea descendent

Pentru executarea injeciilor se elaboreaz un plan de dispunere a acestoara prin care se prevd poziiile forajelor i etapele de realizare a lor (fig. I.47).

Fig. I.47 Plan de dispunere a injeciilor

Dup ce se injecteaz, ascendent sau descendent, pas cu pas, un foraj se trece la forajul urmtor.

b. Parametrii tehnologiciCerinele de calitate i de performan vizate, n funcie de natura terenului i performanele tehnologice ale echipamentelor: adncimi de lucru: 35...40 m; diametrele forajelor: 7,5...15 cm; presiunile de lucru (necesare pentru fisurarea tecii i injectare sunt direct proporionale cu adncimile de lucru; productivitatea.

I_2.16 Cerine specifice pentru lucrrile de mbuntire a terenurilor prin coloane injectate cu presiune jet grounting.

A. Principii generaleLucrrile de mbuntire a terenului prin coloane injectate cu presiune jet grounting respect cerinele din SR EN 12715:2002.Executarea prin jet a coloanelor, panourilor i structurilor ngropate alctuite din amestec de pmnt-ciment - "Jet Grouting este un procedeu care const n a dezagrega un pmnt sau o roc friabil i a le amesteca sau a le nlocui parial printr-un agent de cimentare; dezagregarea se face prin intermediul unui jet de fluid de nalt energie, fluidul putnd s fie el nsui agentul de cimentare. Metoda corespunde unui tratament n masa terenului natural, prin punerea n lucrare la presiune nalt a unui jet de suspensie de ciment n ap, care realizeaz in situ un amestec pmnt ciment. n cazul metodei standard, terenul este destructurat, n jurul unui foraj, cu ajutorul unui jet de suspensie de ciment, avnd presiunea i viteza ridicate. Jetul de suspensie poate fi nsoit sau nu de jeturi suplimentare de aer comprimat sau ap. Terenul dezagregat este amestecat cu suspensia de ciment prin rotirea i ridicarea treptat a duzelor de injectare. Acest amestec pmnt/suspensie este parial refulat pe toat nlimea forajului n spaiul tubular dintre tija de forare i pereii forajului.Metoda "Jet-Grouting se poate aplica i la terenurile dificile de injectat prin procedeele clasice, constnd n afnarea cu o frez special i amestecarea simultan cu materiale de legare i etanare, a terenului. Terenul este, astfel, destructurat prin aciunea frezei i presiunea jetului. Coloanele obinute prin metoda Jet-Grouting au un profil cvasiuniform pe toat lungimea lor spre deosebire de cazul injeciilor clasice prin care se obine doar umplerea golurilor din masa terenului iar gama de tipuri de terenuri la care poate fi aplicat este mult mai larg.

B. Procedee de lucru i echipamenteMetoda standard se bazeaz, separat sau combinat, pe trei fenomene fizice: destructurarea terenului cu ajutorul unui jet de mare vitez la ieirea din duz (cel puin 100 m/secund) i presiuni foarte ridicate (circa 150800 bar, uzual 450 bar); dislocarea pn la suprafa a unei pri din terenul de baz prin fluidul de lucru; stabilizarea terenului prin ncorporarea unui liant, parte component a fluidului de lucru.Fazele tehnologice corespunztoare acestui procedeu sunt urmtoarele (fig. I.48): forarea cu coloana rotativ pentru realizarea unui foraj de diametru mic (10...15 cm) pn la cota inferioar, de maximum 50 m (cota din proiect), a terenului ce urmeaz s fie tratat (faza 1); n acest foraj se acioneaz cu un jet de fluid transmis de o pomp de nalt presiune prin una sau mai multe duze, de diametru mic (110 mm), plasate pe o lance la piciorul unui tren de tije de 70100 mm diametru (faza 2). retragerea lent a echipamentului de forare (faza 3) cu meninerea micrii de rotaie, dar n sens invers, pentru formarea unor coloane de teren stabilizat cu consistena unui beton, care pot atinge pn la 2,50 m n diametru.

Fig. I.48 Fazele de execuie a coloanelor injectate

Prin programarea corespunztoare a extragerii i rotirii evilor de injecie, se realizeaz forme diferite ale elementelor etane, de la coloane cvasicilindrice pn la perei i ecrane subiri din pmnt stabilizat pe loc cu o rezisten la compresiune care depinde de tipul terenului.n funcie de tipurile de jeturi folosite se pot distinge patru sisteme tehnologice de lucru: sistemul monofluid (suspensie) prin care jetul de suspensie la presiune ridicat ndeplinete toate funciile tehnologice precizate anterior (destructurare, dislocare, stabilizare prin ncorporare); sistemul bifluid (suspensie i aer) prin care jetul de aer mrete raza de aciune a jetului de suspensie i faciliteaz dislocarea fragmentelor de teren, n sistem aer-lift, fiind necesar o presiune mai mic pentru jetul de suspensie; sistemul bifluid (suspensie i ap) prin care destructurarea i dislocarea sunt realizate de jetul de ap la presiune nalt iar jetul de suspensie asigur ncorporarea liantului la presiune joas; sistemul trifluid (suspensie, ap i aer) prin care destructurarea i dislocarea sunt asigurate de jeturile de aer i ap iar ncorporarea liantului este fcut la presiune joas de ctre jetul de suspensie.Pentru execuia unei coloane de pmnt-ciment fazele de execuie cuprind: execuia unui foraj de lungime prestabilit; introducerea la fundul forajului a unui monitor conectat la un teren de tije de jet. n unele cazuri, de exemplu, cnd trenul de tije este folosit direct pentru realizarea forajului, aceast operaiune nu este necesar; trimiterea fluidului (fluidelor) de dezagregare i de cimentare a pmntului prin monitor, simultan cu extracia i rotirea tijelor, presiunea de pompare i debitul diferitelor fluide. Pentru execuia unui panou de pmnt-ciment fazele de execuie Pentru realizarea unor ecrane sau perei de etanare se folosesc dou metode de lucru: metoda alternant (primar/secundar, fig. I.49.a); metoda continu (pas cu pas, fig. I.49.b).

Fig. I.49 Metode de lucru a coloanelor injectateCorespunztoare celor patru sisteme tehnologice prezentate anterior se pot alctui patru tipuri de sisteme de maini a cror componen trebuie s satisfac funciile tehnologice specifice. n alctuirea acestor sisteme se cuprind, de la caz la caz: echipamentul de forare (foreza), echipamentul de malaxare i de omogenizare (malaxorul i agitatorul), grupul de pompare, compresorul de aer, silozul de material: sistema pentru punerea n lucrare numai a suspensiei (echipamentul de forare, silozul de material, echipamentul de malaxare i de omogenizare, grupul de pompare); sistema pentru punerea n lucrare a suspensiei i a aerului (echipamentul de forare, silozul de material, echipamentul de malaxare i de omogenizare, grupul de pompare, compresorul de aer); sistema pentru punerea n lucrare a suspensiei i a apei (echipamentul de forare, silozul de material, echipamentul de malaxare i de omogenizare, grupul de pompare pentru suspensie i ap); sistema pentru punerea n lucrare a suspensiei, aerului i apei (echipamentul de forare, silozul de material, echipamentul de malaxare i de omogenizare, grupul de pompare pentru suspensie i ap, compresorul de aer).n cazul terenurilor dificile de injectat prin procedeele clasice, acestea sunt destructurate prin aciunea frezei i presiunea jetului, obinndu-se un amestec pmnt suspensie ale crui caracteristici mecanice i dimensionale se modific. Pentru injectare se pot folosi i materiale pulverulente (ciment, var), care prin reacia chimic cu umiditatea din teren asigur mbuntirea acestuia. Se obin, prin urmare, coloane injectate al cror diametru poate s depeasc 2 metri.n general, executarea elementelor structurilor de pmnt ciment trebuie s se realizeze cu urmtoarele echipamente: o instalaie de foraj; o instalaie de jet echipat cu un tren de tije, monitor i dispozitive care asigur viteze de rotaie i de translaie a trenului de tije; o central pentru producerea i pomparea fluidului (fluidelor); conducte de nalt presiune care conecteaz pompa la utilajul de forat; aparate care permit s se controleze presiunile, debitele i volumele diferitelor fluide, vitezele de rotaie i de extracie a tijelor i adncimea.Utilajul trebuie s permit efectuarea lucrrilor conform procedeului ales, asigurnd: micarea de translaie i de rotaie a trenului de tije la vitezele cerute; alimentarea trenului de tije de jet cu fluide ce provin din centrala de fabricaie la presiune i debitele cerute.Trenul de tije este alctuit din: pentru metoda de jet simplu, o conduct unic ce transport fluidul de nalt presiune la monitor; pentru metoda jet dublu, dou conducte separate care transport fluidele (respectiv aer i lapte de ciment sau ap i lapte de ciment) la monitor; pentru metoda jet triplu, trei conducte separate care transport apa cu nalt presiune, aerul comprimat i laptele de ciment la monitor.Conductele multiple se monteaz n aceeai tij.Monitorul este alctuit din: pentru metoda jet simplu, una sau mai multe duze circulare care permit injectarea fluidului. n cazul mai multor duze, acestea sunt situate la acelai nivel sau la nivele diferite i sunt repartizate uniform pe circumferina monitorului; pentru metoda jet dublu cu aer, una sau mai multe duze permit jetul simultan al aerului i fluidului de injectare. Duza pentru aer are forma unui inel n jurul duzei pentru fluidul de injectare; pentru metoda jet dublu cu ap, una sau mai multe duze pentru jetul cu ap cu presiune nalt, precum i una sau mai multe duze situate la un nivel inferior pentru jetul fluidului de injectare; pentru metoda jet triplu, una sau mai multe duze duble care permit jetul simultan al aerului i al apei i una sau mai multe duze simple situate la un nivel inferior, pentru jetul fluidului de injectare.De regul, cuplurile de duze aer/fluid de injecatre i ap/fluid de injectare sunt diametral opuse; n cazul cuplurilor multiple, acestea sunt repartizate n mod regulat pe circumferina distribuitorului.Centrala de producere a fluidului de injectare i de pompare este alctuit din urmtoarele echipamente: pentru metoda jet simplu, un dispozitiv de stocare a cimentului i a altor materiale, o central de amestec, agitatori i o pomp de fluid de injectare de nalt presiune; pentru metoda jet dublu cu aer, acelai echipament ca pentru metoda jet simplu, plus un compresor de aer; pentru metoda jet dublu cu ap, acelai echipament ca pentru metoda jet simplu, dar cu o pomp de nalt presiune pentru jetul de ap i o alt pomp pentru jetul de fluid de injectare; pentru metoda jet triplu, acelai echipament ca pentru metoda jet dublu cu ap, plus un compresor de aer.n fig. I.50 se prezint alctuirea unui echipament tehnologic pentru executarea injeciilor cu materiale pulverulente. Acest echipament este prevzut cu un sistem de injectare direct a prafului de ciment sau de var.

Fig. I.50 Echipament tehnologic pentru executarea injeciilor cu materiale pulverulentePe figur s-au fcut notaiile: 1 prjina de forare, 2 catargul de susinere i ghidare a prjinii de forare, 3 grupul de acionare a prjinii, 4 freza, 5 conducta flexibil pentru liant (materialul pulverulent), 6 containerul de material (recipient pneumatic de impulsionare), 7 compresorul de aer, 8 maina de baz, 9 fluxul de material, 10 materialul injectat, 11 sensul de rotire a frezei n faza de injecie, 12 sensul de deplasare a frezei n faza de injecie, 13 corpul elementului realizat prin metoda jet grouting.

C. Parametrii tehnologiciCerinele de calitate i de performan vizate, n funcie de natura terenului i performanele tehnologice ale echipamentelor:a) n cazul metodei standard se opereaz cu parametrii tehnologici de lucru, recomandai de Standardul European SR EN 12716:2002 - Execuia lucrrilor geotehnice speciale. Injectarea cu presiune nalt a terenurilor (jet grouting), corespunztori celor patru sisteme, precizai n Anexa B a standardului SR EN 12716:2002.b) n cazul terenurilor dificile de injectat prin procedeele clasice se au n vedere urmtorii parametri: adncimi de lucru: 35...40 m; diametrele forajelor: 15 cm; presiunea de injectare: 150...800 bar, uzual 450 bar; turaia coloanei de foraj; viteza de retragere; timpul de foraj; timpul de injectare; raza de aciune; productivitatea.

CAP. I_3 Concluzii

I_3.1 Motivaia cerinelor privind procesele tehnologice pentru lucrrile de mbuntire a terenurilor prin toate metodele prezentate.Adoptarea soluiei de mbuntire a pmnturilor cu comportament special (literatura de specialitate le definete terenuri dificile, terenuri slabe de fundare, improprii de fundare sau terenuri cu rezistene mecanice reduse) se aplic de ctre proiectani n baza unor studii comparative privind consumul de materiale i energie nglobat, folosirea de cariere locale i distane de transport minime.Totodat la alegerea structurii de rezisten a construciei se va ine seama de tasrile posibile pe terenul mbuntit care s poat fi preluate de structur fr degradri ce ar putea afecta stabilitatea construciei sau ar conduce la implicaii nedorite n perioada de exploatare.O pies important n stabilirea procedeelor tehnologice a metodelor sau a tehnicilor de mbuntire l constituie caietul de sarcini i instructiunile de utilizare.Caietul de sarcini va conine fiele de aplicare a tehnologiilor de lucru, inclusiv ncercrile de verificare a calitii lucrrilor pe care le efectueaz executantul pe tot parcursul execuiei lucrrilor.mbuntirea terenurilor dificile n vederea fundrii directe fiind o operaie preliminar a execuiei unei construcii din orice domeniu trebuie verificat i receptionat nainte de nceperea lucrrilor de construcii-montaj propriu-zise.I_ 3.2 Conceptii generale pentru aplicarea metodelor de mbuntireAnaliznd sintetic fenomenul compactrii, n principal, orice metod de compactare a pmnturilor are la baz cel puin una din urmtoarele trei solicitri principale:a) solicitarea static;Solicitrile statice sunt transmise de utilajele i echipamentele de lucru care pot induce n teren deformaii cum ar fi:- deformaii prin compresiune, adic mbuntirea pmntului (reducerea volumului de goluri);- deformaii plastice (sub volum constant prin deplasri sau refulri ale pmntului);- deformaii elastice (cauzate de deformaiile elastice ale particolelor componente ale scheletului mineral).b) solicitatea prin impact;Solicitarea prin impact transmite o for mai mare att la suprafaa terenului ct i n adncime, dect solicitarea static, formnd o und de compresiune care se transmite prin teren.c) solicitarea prin vibraii.Solicitarea prin vibrare const ntr-o rapid succesiune de impacturi transmind n teren unde de compresiune, care conduc la micorarea particolelor componente ale scheletului mineral i deci reducerea frecrii interioare dintre particole i respectiv o reaezare ntr-o nou poziie care conduce la ndesarea pmntului.mbuntirea caracteristicilor fizice i mecanice are loc numai prin producerea deformaiilor de compresiune (mbuntire) i nu prin producerea celor plastice i respectiv elastice. Aadar, un procedeu de mbuntire este cu att mai favorabil cu ct produce n mai mare msur deformaii de compresiune (mbuntire) i n mai mic msur pe cele plastice i respectiv elastice.

ANEXA A I_1

PROCEDEE DERIVATE SAU ALTERNATIVECerine specifice pentru lucrrile de mbuntire cu elemente de material granular

Principii generaleProcedeul combin realizarea forajului cu compactarea de adncime i este realizat dintr-o reea de coloane de material granular. Reeaua va avea distane axiale variabile, funcie de adncimea de excavare. Coloanelor sunt realizate din agregate de dou categorii: agregate cu granulaie uniform utilizate la execuia coloanelor deasupra nivelului pnzei freatice; agregate cu granulaie mixt n cazul coloanelor sub nivelul liber al apei din gaura de foraj sau al coloanelor prevazute ca elemente de drenaj.A. Procedee de lucru i echipamente Pentru a facilita construcia n terenuri moi, poate fi nevoie de agregate cu granulaie maxim (5 cm). Tehnologia de execuie a consolidrii cu elemente de material granular este prezentat n fig. AI_1.

Fig. AI_1 Prezentarea schematic a tehnologiei de execuie pentru mbuntire cu elemente de material granular

Bulbul de la baz Primul strat de agregat trebuie s fie alctuit din agregate cu granulaie mixt. Se plaseaz suficient material i se compacteaz n cavitate, rezultnd un strat compactat cu o grosime de aproximativ 30 cm. Agregatele vor ptrunde pn la captul gurii de foraj. Construcia bulbului de baz se extinde efectiv cu o lungime de diametru peste cota final a excavaiei.Trunchiul elementului Dup finalizarea bulbului de la baz, deasupra nivelului apei subterane este construit restul trunchiului Geopier, de obicei din agregate cu granulaie uniform. Agregatul se va aeza n gaura de foraj n straturi necompactate i ndesate n cavitate pentru a forma un strat compactat.Daca forajul se oprete la roca de baz sau n pmnturi incompresibile (conform metodei de penetrare standard, cu valori N > 30, pentru material cu granulaie fin i N > 50 pentru material nisipos), ntregul element de material granular poate fi construit conform prevederilor menionate anterior.Durata compactrii Durata minim a compactrii pentru fiecare strat este cea necesar pentru a obine modulul obinuit n ncercarea cu pilotul de prob. Durata minim de compactare pe strat se stabilete n timpul instalrii pilotului de prob. n mod caracteristic, fiecare strat de agregat este compactat pe durata a 10-15 secunde.Atunci cnd elementele de material granular sunt construite n argile umede este posibil s se formeze o presiune interstiial ridicat. Dac se construiesc elemente de material granular n pmnturi cu nivel ridicat al apei subterane, gurile de foraj se pot umple cu ap. n pmnturile argiloase, rata infiltraiei n gurile de foraj este n mod specific lent, iar acestea rmn relativ uscate, chiar i la un nivel ridicat de ap subteran. La nisipuri, rata de infiltrare poate fi mai alerta i apa s umple gurile n timpul construciei. Realizarea elementelor de material granular n pmnturi cu un nivel ridicat al apei subterane, unde infiltraia nu este rezultatul nivelului apei subterane n gaura de foraj n timpul construciei, se efectueaz identic ca i construcia n condiii uscate. Dac n timpul forrilor au loc surpri de teren, se folosesc cofraje temporare pentru a menine stabilitatea pereilor (fig. AI_2).

Fig. AI_2 Tubarea elementelor de material granular n cazul terenurilor moi

ANEXA A I_2Exemple de soluii tehnice pentru diferite tipuri de lucrri pentru consolidarea terenului de fundare cu soluia de tip incluziuni rigide

a) Parcuri eolienePentru asigurarea stabilitii structurii unei turbine eoliene a fost prevzut un radier din beton armat, de regul circular sau octogonal cu diametrul de cca. 16,0 m pn la 22,0 m n funcie de teren i puterea turbinei eoliene.Grosimea maxim a radierului, n zona central este de 3,0 3,7 m, iar cea minim la margine de 1,0 1,5 m.Acest radier este fundat direct pe terenul consolidat cu 100 150 de incluziuni din beton simplu de clas min. C 16/20 i diametrul de 0,35 0,4 m, fiecreia revenindu-i max. 4,0 m2 (Fig. A I_3).

Fig. A I_3 mbuntirea terenului de fundare la o turbin eolian [77]b) Bazinele staiilor de epurare (Brila, Galai)Soluia tehnic prevede fundarea direct a radierelor bazinelor cu suprafee de pn la 3000 mp i consolidarea terenului cu incluziuni rigide din beton 40 cm de clas min. C 12/16, dispuse ntr-o reea triunghiular cu latura de 2,2 m. Lungimea maxim a incluziunilor a fost de 23,5 m.La unele staii de epurare s-a adoptat din motive tehnologice diametrul incluziunii de 60,0 cm.

c) Rezervoare (Fundulea)Terenul de sub rezervoarele de petrol cu diametrul de 12,0 m a fost consolidat cu incluziuni avnd diametrul de 0,4 m i lungimea de cc. 17,0 m (Fig. A I_4).

Fig. A I_4 mbuntirea terenului de fundare a unor rezervoare de petrol [77]

d) Hale comerciale (Brila, Nvodari)La acestea s-a prevzut ca pentru fundarea stlpilor s se execute incluziuni din beton simplu solidarizate la partea superioar cu un strat de transfer. i n aceste cazuri diametrul incluzinilor a fost de 0,36 0,40 m (Fig. A I_5).

Fig. A I_5 Incluziuni pentru fundarea stlpilor [77]e) Pardoseli ale halelor (Brila, Topoloveni, Galai)La hale se constat c tasarea pardoselilor este neuniform. Valorile minime se nregistreaz lng stlpi la care au fost luate msuri pentru reducerea la maximum a tasrilor, iar cele maxime, spre centru. Tasrile difereniate pot crea dificulti n circulaia utilajelor de aprovizionare.n scopul diminurii tasrilor (Fig. A I_6) a fost necesar ca s fie mbuntite caracteristicile terenului utiliznd n acest scop incluziuni din beton simplu 40 cm dispuse ntr-o reea triunghiular. Suprafaa de teren care revine unei incluziuni a variat ntre 2,5 m2 i 3,5 m2 (Fig. A I_7).n cazul fundrii pe radier general s-a prevzut n acelai mod consolidarea general a terenului, inclusiv a celui de sub stlpi.

Fig. A I_6 Deformaii posibile ale pardoselilor [77]

Fig. A I_7 mbuntirea terenului sub pardoseal [77]

ANEXA I_3

CARACTERISTICI I PROPRIETI ALE PMNTURILOR SPECIFICE EXECUTRII LUCRRILOR DE INFRASTRUCTUR N CONSTRUCII

I.2.1.CONSIDERAII PRIVIND NECESITATEA FUNDRII N CONDIII DIFICILE DE TERENI.2.1.1 Consideraii cu privire la necesitatea fundrii pe terenuri dificileSe tie c orice construcie n ansamblul ei ncepe s se contureze de la partea de infrastructur, terenul de fundare i fundaia elementul structural.n fapt, toate construciile sunt realizate pe pmnt, ns pmntul n stare natural nu este ntotdeauna adecvat pentru solicitrile la care este supus. Astfel, n practica ingineriei geotehnice n cazul n care calculul terenului de fundare (STAS 3300/2-85 i SR EN 1997-1:2004 i SR EN 1997-2:2007) n urma verificrilor la starea limit de serviciu (SLS) i verificarea la starea limit ultim (SLU), arat c fundarea direct (de suprafa, pe un anumit strat nu este posibil), este obligatoriu s se examineze oportunitatea mbuntirii proprietilor pmntului din stratul respectiv, astfel nct s ndeplineasc condiiile unui teren de capacitate portant acceptabil pentru fundare. n situaia n care nu se poate realiza mbuntirea printr-unul din procedeele de mbuntire de suprafa sau de adncime se adopt soluii de fundare pe piloi, coloane sau barete.Problema mbuntirii proprietilor fizico-mecanice ale diferitelor tipuri de pmnturi se pune i la executarea unor lucrri de terasamente la care ca material de construcie se folosete pmntul (diguri, baraje etc.) De asemenea, n cazul unor construcii hidrotehnice (baraje, praguri de retenie) sunt necesare lucrri de mbuntire a calitii terenului de fundare mai ales pentru reducerea permeabilitii acestuia. Fundarea n condiii dificile de teren impune anumite considerente i concepii care s conduc la sigurana, funcionalitatea i durabilitatea construciilor n exploatare. Dintre principalele considerente care impun utilizarea tehnologiilor de mbuntire a terenurilor slabe s-ar putea enumera:a) Numrul de amplasamente cu teren de fundare avnd caracteristici geotehnice avantajoase este tot mai redus. Aceast situaie, combinat cu obligaia de a aeza obiectivele n zone determinate de necesiti prioritare, precum i cu creterea volumului lucrrilor i aria mare de distribuie a lucrrilor pe teritoriu, ridic de multe ori probleme dificile de fundare. Astfel, 60 - 70% din construcii sunt amplasate pe terenuri leossoide, iar aproximativ 10% din construciile rurale sunt amplasate pe terenuri contractile.b) Natura geologic variat a subsolului rii noastre i diversitatea formelor de releief fac, ca pe un spaiu relativ restrns, s se ntlneasc o gam variat de pmnturi cu caracteristici fizice i mecanice foarte variate i, n consecin, cu comportri diferite sub ncrcare, de la mluri aluvionare neconsolidate la argile supraconsolidate, de la argile cu contracii i umflri mari, de la nisipuri uor antrenabile la loessuri i pmnturi loessoide. n asemenea condiii, costul fundaiilor poate avea o pondere nsemnat n costul total al construciilor, pornind de la 6 - 8% la cldirile de locuit i social culturale i 10 - 16% la construciile industriale, ajungnd la mai mult de 50 % la unele poduri i construcii portuare.c) Cheltuielile suplimentare de construire a imobilelor de locuit pe terenuri tasabile, n raport cu costul de construire a cldirilor analoage pe terenuri obinuite, n funcie de prioritile de tasare i de msurile speciale prevzute pentru imobilele cu un numr de niveluri i sistem constructiv diferit determin creterea costurilor cu 10 la 40 % sau chiar 50 % din costul total al investiiilor.d) Fundarea pe terenuri dificile de fundare este impus de necesitatea valorificrii terenurilor, ndeosebi n mediul urban.Avnd n vedere aceste criterii de amplasare a construciilor, n cele mai multe cazuri este necesar fundarea n condiii speciale de teren, ceea ce implic intervenii asupra terenului de fundare prin diversele procedee de mbuntire.I.2.1.2 Concepii cu privire la mbuntirea terenurilor dificileProcentele de construire pe terenuri dificile sunt efectiv foarte ridicate i n continu cretere, mai ales dac inem seama de considerentele mereu crescnde, privind confortul n locuin, de nivelul vieii populaiei i de amenajare a cilor de comunicaii etc.a) Specialitii n domeniu au fcut progrese considerabile n domeniul construirii pe terenuri dificile, printre care se pot cita:- stabilirea reglementrilor construirii prin punerea la punct a unor norme privind condiiile tehnice, care domin nivelul de concepere i construire, precum i crearea bazei materiale care s asigure respectarea acestor msuri;- controlul special al comportrii construciilor date n folosin;-dezvoltarea cercetrilor i perfecionarea metodelor de construire n zonele care prezint condiii dificile de teren.Experiena dobndit pe un numr considerabil de cercetri efectuate i datele experimentale obinute constituie o baz solid care asigur condiiile necesare unor schimburi de experien ntre specialitii din ar sau de peste hotare.b) Construirea pe terenuri dificile necesit msuri speciale i oblig la efectuarea de investiii suplimentare. Necesitatea obiectiv de analiz a investiiilor fcute la construirea pe terenuri dificile trebuie s devin clar pentru toi, din moment ce subestimarea msurilor speciale ce trebuie luate, pot s antreneze cheltuieli suplimentare uneori foarte importante pentru nteinerea construciilor n perioada de exploatare.Exist multe dovezi convingtoare ale necesitii investiiilor suplimentare n construirea pe terenuri dificile pentru a se asigura longevitatea i fiabilitatea funcional a cldirilor.Dezvoltarea industriei, punerea n valoare a bogiilor naturale, ameliorarea condiiilor de via i creterea nivelului de cultur al populaiei, face indispensabil creterea procentelor lucrrilor de fundaii n costul lucrrilor n special n zonele care prezint condiii dificile de teren. n toate rile, terenurile tasabile sunt folosite pentru amplasarea unui numr considerabil de imobile de folosin industrial pentru construirea de orae noi i extinderea aglomerrilor existente.Subestimarea complexitii problemelor construirii pe terenuri dificile este de natur s aduc un important prejudiciu economic. Practic, nu exist pericol pentru populaie, deoaree distrugerea construciilor se face gradat i nu instantaneu, aa cum este cazul cnd este vorba despre consecinele unui seism.c) Evoluia deformaiilor construciilor realizate pe terenuri dificile se apreciaz c are loc n cursul unei perioade suficient de prelungite, ceea ce permite a se lua msuri indispensabile n vederea protejrii persoanelor i a bunurilor lor, excepie fcnd terenurile alunectoare, care pot provoca uneori pericole pentru vieile umane.d) Tasarea cldirilor construite fr msuri speciale pe straturi din terenuri deformabile de mare grosime este de asemenea o problem deosebit de important. Asemenea tasri sunt susceeptibile de a provoca fisuri considerabile i chiar nclinri a cldirilor, n anumite cazuri ducnd la compromiterea construciei. La cldirile realizate pe terenuri contractile cu fundaii insuficient de adnci, se observ apariia fisurilor care se mresc de la un an la altul i duc n final la distrugerea acestor cldiri.e) Alunecrile de teren cauzeaz mari pierderi economice. Anual, pe teritoriile aglomerate, situate n zonele de alunecare se fac lucrri de mbuntire a terenului.Pentru construirea pe terenuri tasabile se iau n principal urmtoarele msuri: nlturarea fenomenului de tasare a terenului pe toat grosimea stratului tasabil prin mijloace diferite, a cror alegere este n funcie de grosimea acestuia; tasarea stratului tasabil prin intermediul fundaiilor cldirii, adic fundarea pe piloi sau alte fundaii de adncime, care descarc pe terenul rezistent; protejarea terenului de fundare mpotriva infiltraiei apei, att n timpul construciei, ct i dup darea n folosin a cldirii prin dirijarea apelor de suprafa, amenajarea cilor de scurgere, sisteme de drenaj, ndeprtarea conductelor de ap i a canalizrilor n raport cu cldirea, organizarea sistemului de control a reelelor tehnice; adoptarea unor sisteme de fundare de suprafa ale crui dimensiuni sunt stabilite plecnd de la condiiile de transmitere n teren a unei presiuni minime, fr ca prioritile de tasare ale terenului s se manifeste; punerea la punct a unor sisteme constructive speciale prevzute pentru a rezista eforturilor datorate tasrilor difereniate prin separarea cldirii n tronsoane, cu o lungime de cel mult 35 m, realizarea corespunztoare a construciilor printr-o serie de msuri constructive ca: montarea de armturi speciale, realizarea unor centuri orizontale din beton armat etc. n primul caz se execut perne din pmnt compactat sau coloane din pmnt, sau se trece la umezirea i tasarea prealabil a terenului de fundare, iar n al doilea caz se folosete fundarea pe piloi din beton, puuri forate, chesoane etc.Multitudinea soluiilor care se impun la executarea lucrrilor de fundaii n funcie de natura terenului, valoarea diferit a ncrcrilor, modul de acionare al acestora, fac n general greoaie o tipizare a soluiilor de fundare.Pentru toate metodele i procedeele tehnologice de mbuntire a terenurilor dificile de fundare, proiectantul lucrrilor de construcii ntocmete o schem tehnologic de lucru care s cuprind operaii care vor trebui urmrite ndeaproape ca succesiune n execuie astfel: Lucrri pregtitoare i msuri organizatorice. n vederea bunei desfurri a lucrrilor sunt necesare s fie luate o serie de msuri organizatorice i de pregtire a amplasamentului pe care urmeaz s se desfoare activitatea; pregtirea platformei de lucru ; Executarea spturii generale pn la cota prevzut n proiect; Nivelarea platformei de lucru; Trasarea suprafeei amprentate de construcie i materializarea cu rui a poziiei; Pregtirea materialului necesar mbuntirii a terenului dificil de fundare; Alegerea utilajelor i echipamentelor adecvate tehnologiilor de lucru; Fazele tehnologice de realizare a mbuntirii proprietilor fizice i mecanice ale pmnturilor cu rezistene mecanice reduse; monitorizarea geotehnic n perioada de execuie a lucrrilor i dup finalizare; Controlul calitii lucrrilor realizate.

I.2.2. Problematica mbuntirii caracteristicilor pamnturilor n vederea executrii fundaiilorGama de dificulti inerente pe care le aduc condiiile necorespunztoare de teren cu ocazia realizrii lucrrilor de fundaii prin procedee clasice impun, soluii speciale de fundare a cror eficien se justific tocmai datorit existenei acestor condiii deosebite.Pmnturile cu comportament special, n literatura de specialitate sunt definite i pmnturi improprii de fundare, pmnturi dificile sau slabe de fundare sau cu rezistene mecanice reduse. Astfel, n general sunt considerate c intr n aceast categorie pmnturile argiloase cu un grad de umiditate mare (Sr > 0,8) i cu modul de deformaie redus (M2-3 50 daN/cm2), precum i pmnturile prfoase, mlurile, loessurile, nisipurile fine n stare afnat, terenurile alunectoare, pmnturi cu umflri i contracii mari, agresive, lichefiabile, gelive, eluviale, srturate i turboase.Caracterizarea din punct de vedere al pmnturilor cu comportament special prezint dificulti, deoarece la aceste pmnturi nu se pot aplica ntotdeauna principiile mecanicii pmnturilor.Din categoria pmnturilor cu comportament special fac parte urmtoarele terenuri alctuite din: pmnturi sensibile la umezire (PSU); pmnturi cu umflri i contracii mari (PUCM); pmnturi susceptibile la lichefiere; pmnturi gelive (sensibile la nghe); pmnturi cu coninut de materii organice (coninut slab: mluri, nmoluri sau coninut ridicat: pmnturi turboase, turbe); pmnturi eluviale; pmnturi alunectoare; pmnturi srturate; pmnturi de umplutur; amestecuri de pmnturi.

Anexa I _4Terminologie(1)acoperire distana dintre exteriorul carcasei de armtur i cea mai apropiat suprafa a betonului(2) air-lift tehnic de pompare n care aerul este pompat la baza unei evi de aspiraie pentru a produce o densitate redus a materialului n eav i a produce astfel o curgere ascvendent pentru evacuarea solidelor i fluidelor(3) ancoraj dispozitiv capabil s transmit o for de traciune aplicat la un strat portant (4) baret element structural de fundare n adncime, caracterizat printr-o seciune transversal alungit sau compus, care se execut pe loc prin sparea pmntului n uscat sau sub protecia noroiului de foraj(5) beton plastic - beton cu plasticitate mare, de rezisten sczut, cu modul Young redus; n acest caz noiunea de "plasticitate mare" reprezint proprietatea betonului de a prelua deformaii mari n comparaie cu betonul obinuit. Betonul plastic este preparat deobicei cu un dozaj redus de ciment i are n compoziie bentonit i/sau alte materiale argiloase. Betonul plastic poate s aib n compoziie alte materiale precum cenua pulverizat de termocentral (cenu zburtoare) i diferii aditivi.(6) borsap scul de excavare sub forma unui container cilindric, montat la captul unei tije de antrenare folosit la spare intermitent, prevzut cu cuite sau dini i cu o fant corespunztoare n placa articulat de la baz n vederea prelurii materialului dislocat (7) caiet de sarcini - documentul specific care descrie cerinele aplicabile pentru un anumit proiect (8)coloan de betonare - eav metalic compus din mai multe elemente mbinate, legat la partea superioar e o plnie care servete pentru betonarea n uscat(9) curb de betonare diagram care reprezint volumul de beton turnat n funcie de adncime(10) curb de excavare diagram care reprezint adncimea de excavare n funcie de timp(11)decapare ndeprtarea betonului contaminat sau sub standard ori a betonului n surplus de la partea superioar a peretelui mulat deasupra nivelului de decapare proiectat(12) detritus amestec de pmnt, de fluide de dezagregare i de cimentare, care se ridic i se scurge de regul spre suprafaa pmntului prin spaiul inelar dintre tija de foraj i teren(13) distanier element din material plastic, oel sau beton (plcu) fixat pe armtura de oel pentru a centra carcasa de armtur i a menine acoperirea cu beton a armturii(14) fluid stabilizator (fluid de foraj) - fluid utilizat pentru susinerea pereilor excavaiilor adnci i care de obicei este reprezentat dintr-o suspensie de bentonit, o suspensie polimeric sau un noroi autontritor.(15) forare cu circulaie invers metod de forare continu n care fluidul de foraj mpreun cu detritusul este aspirat prin garniture de foraj i evacuate n afara gurii de foraj(16) forez cu jet main de foraj capabil s regleze n mod automat turaia i viteza de avans a tijelor de foraj i a sapei de foraj(17) graifr scul de excavare cu dou flci utilizat pentru a ndeprta pmnturi, roci sau sfrmturi dintr-o excavaie printr-o operaiune discontinu(18) grind de coronament grind de beton armat construit deasupra nivelului de decapare pentru a lega panourile pereilor mulai i/sau a le lega cu elementele structurale de deasupra(19)hidroforez scul de excavare cu roi prevzute cu dini utilizat pentru a ndeprta pmnturi, roci sau sfrmturi dintr-o excavaie printr-o operaiune continu(20) macara de excavare macara utilizat pentru manipularea sculei de excavare (graifr sau hidroforez)(21) macara de manevr - macara utilizat pentru manevrarea carcaselor de armtur i a altor echipamente(22) noroi autontritor - noroi cu proprietatea de a se ntri n timp, reprezentnd o suspensie care conine ciment i adaosuri cum ar fi argil (bentonit), zgur de furnal granulat, cenu pulverizat de termocentral, fi

icecon

Documents

Transcript of icecon