dEPOZIT ECOLOGIC DE DESEURI

Geotehnica mediului inconjurator IIPROIECT DEPOZIT ECOLOGIC DE DESEURI

Elaborat de DRAGHICI ILIE SEBASTIANMaster Inginerie Geotehnica II

CUPRINS:

1. SCOP2. PREDIMENSIONAREA PANTELOR2.1 PROIECTARE DIG PERIMETRAL

1. SCOP

Se cere s se proiecteze un depozit de deeuri municipale n variant mixt (semirambleu). Amplasamentul avut la dispoziie are form dreptunghiular cu dimensiunile n plan: L x B = (500+511) x (400-511) m. Se va urmri realizarea unui depozit cu capacitate maxim de depozitare dar i o balan optim a terasamentelor (volum sptur n baz / volum umplutur n diguri).Suprafaa terenului este plan iar terenul de fundare este alctuit din:0.00 - 0.30 mpmnt vegetal0.30 - 8.00argil prfoas, = 19 kN/m3, w = 20%, = 15, c = 30 kPa, k = 10-8 m/s. n stare compactat k = 10-9 m/s, n=40%, M2-3=9000 kPa8.00 - 16.00nisip fin mijlociu, mediu indesat, = 19.4 kN/m3, w = 10% (deasupra NH), sat = 21.4 kN/m3, k = 10-4 m/s, E=20 000 kPa16.00 - argil marnoas, sat = 22 kN/m3, k = 10-10 m/s, E=40 000 kPa.

Nivelul apei subterane a fost gsit la - 8.00 m

Deeurile care vor fi depozitate: = 12 kN/m3, = 23, c = 10 kPa.

Proiectarea depozitului de deeuri va cuprinde:a) amplasarea n plan a depozitului;b) stabilirea cotelor de fundare a depozitului;c) proiectarea digului perimetral fundat pe terenul natural;d) proiectarea taluzurilor debleului - faza de construcie;e) calculul tasrii terenului de fundare;f) verificarea stabilitii etanrii pe taluz (pentru sistemele compuse);g) proiectarea sistemelor de etanare - drenaj de baz i de suprafa.

2. AMPLASAREA IN PLAN A DEPOZITULUI SI STABILIREA COTELOR DE FUNDARE

Dimensiunile in plan ale amplasamentului sunt: 555 x 345m.Legislatie in vigoare prevede existenta in interiorul amplasamentului a unei zone verzi avand o latime minima de 5m, precum si un drum de circulatie cu minim o banda.In prezentul proiect s-a asigurat existenta zonei verzi cu latime de 5m, un drum de circulatie cu doua benzi avand o latime de 6m si un spatiu de 3.5m intre drum si baza digului perimetral. In acest spatiu urmeaza sa se amplaseze o rigola de scurgere si o linie de puturi colectoare a levigatului. Rigola are rolul de a prelua apele de pe o banda de circulatie a drumului si apele din precipitatii provenite de pe digul perimetral.Drumul de circulatie avand doua benzi, este prevazut cu doua rigole de scurgere, amplasate lateral.In ceea ce priveste sapatura, in sectiunea transversala depozitului este necesar sa se asigure o panta minima de 1% pentru scurgerea levigatului prin drenurile amplasate in baza depozitului, in puturile colectoare. Preluarea levigatului prin drenuri este asigurata de pante de 3% intre drenuri. Toate aceste conditii au condus la o apreciere preliminare a cotei maxime a sapaturii de -2.6 si o cota minima de -0.85, unde cota 0.00 este considerata cota terenului natural. Cotele finale se vor stabili in urma calculului tasarii terenului de fundare, tinand cont de faptul ca trebuie asigurata a panta minima de 1% transversal depozitului, si dupa consumarea tasarilor terenului de fundare.

3. PREDIMENSIONAREA PANTELOR

3.1 Proiectarea digului perimetral

Digul perimetral are o inaltime de 4.50 m si se va realiza din argila prafoasa rezultata in urma sapaturii. Pentru o balanta optima a terasamentelor s-au considerat urmatoarele volume: Vsapatura = m; Vdig perimetral = m.Caracteristicile argilei prafoase sunt date mai sus.Coronamentul digului perimetral are o latime de 4 m, pentru o circulatie usoara a utilajelor.In figura de mai jos se regaseste o sectiune prin digul perimetral.

Fig. 1 Sectiune prin digul perimetralProiectarea pantei de taluz stabil pentru digul perimetral s-a facut cu metoda Maslov, conform relatiei: tg (1/Fs )*(tg + (c/*H), unde: c = media aritmetica a coeziunilor stratelor prin care trece o eventuala suprafata de cedare; H = inaltimea digului perimetral; Fs = factor de strabilitate (1.1..1.3); = media aritmetica a unghiurilor de frecare a stratelor prin care trece o eventuala suprafata de cedare.Argila prafoasa:

Propun o panta 1:m=1:2

3.2 Proiectarea taluzurilor debleului

Proiectare taluzurilor debleului se face tot cu metoda Maslov, diferenta constand in inaltimea digului perimetral, aceasta fiind mai mare pe partea interioara, datorita sapaturii generale.Argila prafoasa:

Propun o panta 1:m=1:3

3.3 Predimensionarea pantelor deseurilor

Deeurile care vor fi depozitate prezinta caracteristicile: = 12 kN/m3, = 23, c = 10 kPa.Depozitarea deseurilor se va face cu inaltimea maxima a taluzurilor de 10 m, fiind prevazute berme avand o latime de 5m.Propun o panta 1:m=1:3.

4. CALCULUL TASARII TERENULUI DE FUNDARE

In vederea efectuarii calcului tasarii terenului de fundare este necesara cunoasterea geometriei depozitului de deseuri. Pantele taluzurilor au fost alese 1:3, cu o inaltime maxima de 10m si berme late de 5m. In vederea asigurarii unei capacitatii maxime si respectand conditiile geometrice impuse, rezulta o latime a coronamentului de 8 m.Volumul maxim al depozitului de deseuri este de 3 885 395 m3.Sub actiunea greutatii depozitului, terenul de fundare, fiind compresibil, se va tasa. Cunoasterea inainte de executie a valorii tasarii probabile este necesara, pentru ca executai sa fie condusa astfel incat dupa consumarea tasarilor, sectiunea sa aiba forma si dimensiunile stabilite prin proiect.Prima faza a calculului o constituie stabilirea starii de eforturi in teren. Sectiunea transversala a depozitului va fi asimilata cu un triunghi, fapt care nu va afecta sensibil rezultatele.Inaltimea sectiunii triunghiulare: H= 45.25m.Presiunea maxima pe teren in dreptul varfului incarcarii triunghiulare: p = x H = 12 kN/m3 x 45.25m = 543 kN/m2.Tasarea se va calcula in dreptul varfului incarcarii triunghiulare, unde este asteptata valoarea maxima a tasarii. Calculul este prezentat in tabelul urmator, unde: zi - adancimea medie a stratului de calcul; B1, B2 parti ale amprizei B, egale cu B/2; Kft z1,2 factori de distributie a incarcarii triunghiulare; z1,2 efort unitar in masivul de teren, in dreptul varfului incarcarii triunghiulare, la adancimea z; hi grosimea stratului de calcul; Ei modulul de deformatie liniara a stratului litologic din care face parte stratul de calcul i; si tasarea stratului de calcul i - si = (z x hi)/Ei; i greutatea volumica a stratului de calcul i; gzi sarcina geologica la adancimea zi; S - tasarea totala sub incarcarea maxima, S = si (m).

Stratzi zi/B1Kft z1zi/B2Kft z2z1z2zi=z1+z2hiEisiigzi = gz(i-1) + i*hi

-m----kPakPakPamkPamkN/m3kPa

11.00.0060.4980.0060.498270.41270.41540.832.00153000.071938

23.00.0190.4940.0190.494268.19268.19536.382.00153000.071976

35.00.0320.4900.0320.490265.96265.96531.922.00153000.0719114

47.00.0450.4860.0450.486263.74263.74527.472.00153000.0719152

510.00.0640.4800.0640.480260.42260.42520.854.00200000.1021.4237.6

614.00.0890.4710.0890.471255.97255.97511.944.00200000.1021.4323.2

718.50.1180.4620.1180.462251.08251.08502.175.00400000.0622433.2

823.50.1500.4530.1500.453245.71245.71491.425.00400000.0622543.2

928.50.1820.4430.1820.443240.28240.28480.565.00400000.0622653.2

1033.50.2140.4330.2140.433235.01235.01470.025.00400000.0622763.2

1138.50.2460.4230.2460.423229.80229.80459.605.00400000.0622873.2

1243.50.2780.4140.2780.414224.58224.58449.175.00400000.0622983.2

1348.50.3100.4040.3100.404219.48219.48438.965.00400000.05221093.2

1453.50.3420.3950.3420.395214.65214.65429.305.00400000.05221203.2

1558.50.3740.3860.3740.386209.76209.76419.525.00400000.05221313.2

1663.50.4060.3770.4060.377204.93204.93409.865.00400000.05221423.2

1768.50.4380.3690.4380.369200.26200.26400.525.00400000.05221533.2

1873.50.4700.3600.4700.360195.59195.59391.185.00400000.05221643.2

1978.50.5020.3520.5020.352190.92190.92381.845.00400000.05221753.2

2083.50.5340.3440.5340.344186.74186.74373.485.00400000.05221863.2

2188.50.5650.3360.5650.336182.61182.61365.225.00400000.05231978.2

S=1.29

Valorile sarcinii geologice servesc la stabilirea adancimii zonei active, in limitele careia se calculeaza tasarea. Aceasta adancime se determina pe baza criteriului zi 0.2 g,zi, conform STAS 3300-2/85. Pentru stratul de calcul nr. 21 z = 365.22 kPa, iar sarcina geologica este g,z = 1978.2 kPa.z = 365.22 kPa < 0.2 x 1978.2 = 395.6 kPaTasarea totala rezultata conform tabelului de mai sus este S = 1.29m. In aceste conditii cota sapaturii generale va fi aleasa astfel incat dupa consumarea tasarii totale, baza depozitului de deseuri sa pastreze o panta de 1% necesara curgerii levigatului prin drenuri catre puturile colectoare.

5. PROIECTAREA SISTEMELOR DE ETANSARE-DRENAJ DE BAZA SI DE SUPRAFATA

5.1 Sistemul de etansare de baza

Sistemul de etanare de baza are rolul de a impiedica transportul de poluani din depozit, prin sistemul propriu-zis si terenul de fundare, ctre apa subterana. Materialul din care este alctuit sistemul de etanare de baza, datorita faptului ca se afla in contact direct cu levigatul si implicit agentii poluanti, trebuie sa posede foarte bune proprieti de durabilitate, in special la degradare chimica, el trebuind sa asigure o funcionare la parametrii pentru care a fost proiectat pentru o perioada de timp de 200 ani.Legislatia in vigoare impune obligativititatea folosirii materialelor geosintetice cu rol de etansare geomembrana PEHD (polietilena de inalta densitate) avand o grosime de 2mm. Aceasta poarta denumirea de bariera artificiala. Sub bariera artificiala este obligatorie o bariera naturala, care in cazul depozitelor nepericuloase este reprezentata de un strat de minim 1 m cu un coeficient de permeabilitate k 10 -9 m/s.Astfel sistemul de etansare de baza va cuprinde din adancime catre suprafata : 0.5m argila prafoasa compactata, k = 10 -9 m/s; geocompozit bentonitic 10 mm; geomemebrana PEHD 2mm; geotextil de protectie 2mm;

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTIMASTER INGINERIE GEOTEHNICA

Master IG IIDepozit ecologic de deseuri

Page 7

Deeu = 12 kN/mc, = 23, c = 10 kPa

Geotextil de separatie (rol de filtru) 2mm

Strat drenant - pietris 50cm

Geotextil de protectie 2mm Geomembrana PEHD 2mm Geocompozit bentonitic 10mm Argila prafoasa compactata, k = 10-9 m/s Fig.2 Sistem de etansare de baza

5.2 Punerea in opera a geocompozitelor bentonitice

Geocompozitele bentonitice sunt livrate in rulouri cu masa variind in jurul valorii de 1 tona.Acestea se pun in lucrare fie manula, fie mecanizat, prin desfasurarea rulourilor.

n etapa premergatoare punerii propriu-zise n opera, se realizeaza un plan de dispunere al fsiilor, tinnd cont de faptul ca acestea trebuie dispuse pe ct posibil pe linia de cea mai mare panta a terenului amenajat si n scopul acoperirii eficiente a ntregului amplasament limitnd circulatia utilajelor si a personalului pe materialul neprotejat.Continuitatea functiei de etansare ntre fsii este asigurata printr-o simpla suprapunere a geocompozitelor bentonitice pe o distanta (d) de cca. 1530 cm (vezi fig. 3), si eventual se adauga bentonita pudra sau pasta.

Fig. 3 Suprapunerea geocompozitelor bentonitice

5.3 Sistemul de drenaj

Ca msura de minimizare a transportului de poluani lichizi din corpul depozitului in terenul de fundare, respectiv, apa subterana, a aprut necesitatea reducerii sarcinii hidraulice deasupra sistemului de etanare. Soluia constructiva consta in realizarea unui sistem de drenare a levigatului si a apelor din precipitaii care spal" deeurile pe perioada umplerii depozitului.Prin proiectarea sistemului de drenare si colectare a levigatului se urmrete stabilirea grosimii stratului drenant (in cazul utilizrii pietriului-balastului), dispunerea drenurilor si a colectoarelor, respectiv stabilirea diametrului nominal si alegerea materialelor.

Fig. 4 Calculul inaltimii maxime a coloanei de levigatStratul drenant

Din conditiile minime constructive, s-a ales o distanta maxima intre drenuri de 30m.Diametrul nominal minim pentru drenuri, admis de legislatia in vigoare este de 250mm. Panta necesara curgerii levigatului catre puturile colectoare este de 1%.Pe baza legii lui Darcy si in cazul in care suprafaa dintre drenuri este orizontala, debitul poate fi exprimat si de relaia:q = v * A= k * i * A = k * (hmax/(l/2) * hmax)unde: q = rata de percolare = 3.125*10-7 m/s; l = 30m distanta dintre drenurile de captare a levigatului ; k = coeficientul de permeabilitate a stratului drenant, egal cu 10-3 m/s (pietris); hmax inaltimea maxima a coloanei de levigat.Egalitatea dintre cele doua ecuaii duce la determinarea nlimii maxime hmax a coloanei de levigat deasupra sistemului de etanare de baza. q * l = k * (2*hmax2)/l => 30 * 3.125 * 10-7 = 10-3 * 2 * h2 / 30h2 = (302 * 3.125 * 10-7) / 2 * 10-3 = 0.141 mh = 0.375 mInaltimea maxima a coloanei de levigat a rezultat 37.5 cm. Astfel inaltimea stratului drenant se va alege egala cu 50cm.Dimensionarea conductelor de drenaj Conductele de drenaj utilizate sunt HDPE, preferate pentru rezistenta superioara la ageni chimici. Au prevzute fante pentru preluarea levigatului, dispuse parial (la partea superioara) sau pe toata circumferina. Pentru a se evita colmatarea conductelor acestea sunt protejate cu un material geotextil.Din punct de vedere hidraulic alegerea conductelor de drenaj se face pe baza relaiei lui Manning, alegnd un grad de umplere conform cu geometria orificiilor.Q = A * C * unde: Q = debitul levigatului A = aria sectiunii de curgere Rh = raza hidraulica - Rh = A/P, unde P = perimetrul udat i = panta hidraulica = h/L = 1% C = coeficientul lui Chezy = 1/n* Rh1/6

Aleg Dn=250 mm => A = ( * d2) / 4 = 0.049 m2 P = *R = 3.14 * 0.125 = 0.393 mRh = A/P = 0.049/0.393 = 0.125 m raza hidraulicaC = 1/n* Rh1/6 = 1/0.09, n = coeficient de rugozitate (nHDPE = 0.009)C = 78.6i = h/L= 0.01 Q = A * C * = 0.049 * 78.6 * = 0.136 m3/h

Fig. 5 Sectiune prin drenul de colectare a levigatului

5.4 Sistemul de etansare de suprafata

Sistemul de etanare de suprafaa trebuie proiectat astfel nct sa ndeplineasc simultan mai multe funcii: de a reduce poluarea atmosferica, deci de a reduce emisiile de poluani gazoi din depozit in atmosfera, de a bloca infiltrarea apelor din precipitaii in corpul depozitului si de a-l izola fata de mediul nconjurtor, in acelai timp avnd si rolul de strat suport pentru ansamblul lucrrilor de redare a terenului ctre mediul nconjurtor.Intr-o succesiune de la suprafaa in adncime prin sistemul de etanare-drenaj de suprafaa, se succed straturi care trebuie sa ndeplineasc urmtoarele roluri: de redare a mediului nconjurtor a terenului ocupat de depozitul de deeuri; de drenare a apelor din precipitaii; de impermeabilizare mpotriva infiltrrii apelor meteorice si a exfiltrrii gazelor din corpul depozitului; de drenare a gazelor din corpul depozitului.

Fig. 6 Strat de inchidere si etansare de suprafata

5.5 Sistemul de etansare pe taluz

Sistemul de etansare pe taluz trebuie sa indeplineasca aceleasi roluri ca sistemul de etansare de baza. O cerinta in plus pentru acest sistem este stabilitatea acestuia pe taluz, in cazul adoptarii unui sistem alcatuit din geomembrana cu rol de etansare si un strat de drenaj (pietris) cu rol de drenaj. O solutie mai simpla care elimina inconvenientele date de stabilitatea stratului de drenaj, este folosirea geocompozitelor de drenaj. Acestea sunt alcatuite din doua geotextile cu rol de filtrare a particulele fine si o georetea cu rol de drenaj.

Fig. 7 Geocompozite de drenajSistemul de etansare pe taluz va fi alcatuit din: un strat de 1m de argila prafoasa compactata geomembrana PEHD 2mm, rugoasa pe ambele fete geocompozit de drenaj

6. PROIECTAREA TRANSEELOR DE ANCORARE