«

»

Solutii de fundare pentru turnuri eoliene

Share

In lucrarea de fata se prezinta o serie de aspecte privind solutiile de fundare pentru turnuri eoliene de producere a energiei electrice. Se analizeaza, comparativ, solutia de fundare directa si cea de fundare pe piloti. Se pune accent pe calculul, cu elemente finite, al solutiilor de fundare si al coeficientului de stabi­litate a terenului de fundare.

Regimul de inaltime al turnurilor eoliene fata de cota superioara a sistemul de fundare este de 100 m. Ansamblul constructiv este compus dintr-un pilon metalic de sustinere a rotorului si elicelor centralei si o fundatie directa din beton armat sau piloti, prevazuti cu un radier la partea superioara. La baza, turnul eolian este incastrat in sistemul de fundare. Acesta poate fi alcatuit dintr-o fundatie circulara, prevazuta cu un cuzinet din beton armat sau piloti si radierul de la partea superioara.

 

CARACTERISTICILE MECANICE ALE TERENULUI DE FUNDARE

In terenul de fundare s-au efectuat cate doua foraje pentru fiecare loca­tie in parte.

Din forajele executate rezulta urmatoarea stratificatie:

pachet 0 – pamant vegetal: Este format din argile negre cu pietris. Terenul nu este propice pentru fundare directa asa ca trebuie inlaturat. Poate avea diferite grosimi in cadrul amplasamentului.

pachet 1 – pietrisuri si nisipuri: Pietrisuri si nisipuri cuartifere, cafenii galbui roscate, cu intercalatii de straturi cu grosimi diferite (de la centimetrice la metrice) de nisipuri prafoase si prafuri nisipoase. Forma granulelor pietrisurilor este, in gene­ral, rotunjita, subalungita si plata, cu dimensiuni cuprinse intre 0,5 cm si 2-6 cm, ocazional putind ajunge pana la 10 cm. Grosimea stratului 2-4 m.

pachet 2 – pamanturi coezive vartoase: Prafuri nisipoase brune cafenii si cafenii galbui roscate, cu straturi cu grosimi variabile de nisip prafos si nisip cu pietris rar. Prezinta o patina albicioasa caolinitica, pete albe si negre si noduli caolinitici (de la sub 2 cm la 10 cm in diametru). Grosimea stratului 2,5-5 m.

pachet 3 – pamanturi coezive vartoase tari: Prafuri nisipoase cafenii galbui roscate si brune cafenii, cu intercalatii de argile cafenii si nisipuri prafoase, ocazional cu pietris. Noduli albiciosi caolinitici (sub 1 cm), ruginii si cenusii. Grosi­mea stratului 3-6 m.

pachet 4 – pamanturi coezive cu plasticitate ridicata: Prafuri si argile cu plasticitate ridicata, cafenii roscate si brune cafenii, cu rare straturi subtiri nisipoase si ceva pietris. Prezinta oxidari cu o patina roscata si negricioasa iar ocazional sunt observate concretiuni calcaroase (sub 2 cm). Sunt pamanturi coezive, plastic vartoase. Au plasticitate mare si foarte mare si de obicei prezinta un grad ridicat de umiditate. Probabil constituie planuri de clivaj pentru numeroasele alunecari observate in zona.

 

Caracteristicile geotehnice ale terenului de fundare

Coeficientul de pat:

ks = 50.000-100.000 kN/m3

Presiunea conventionala de calcul:

Pconv.barat = 257 – 510 kPa

Caracteristici seismice:

• acceleratia gravitationala: ag = 0,32 g

• perioada de colt:  T = 1,00 s

 

Incarcari

Incarcarea din greutatea proprie a fost calculata cu ajutorul programului Axis Vm.

Incarcarea din stratul de umplutura de deasupra fundatiei: G = 23,4 kN/mp.

 

FUNDATII DIRECTE – varianata 1

In acest caz s-a optat pentru o fundatie izolata, de tip elastic, cu o forma circulara, avand diametrul de 18 m la baza si un cuzinet cu diametrul de 4,60 m, in care se va incastra inelul de prindere a pilonului metalic.

Proiectul de infrastructura a fost conceput in concordanta cu condi­tiile de teren. Proiectarea fundatiilor s-a bazat pe o serie de ipoteze privind stratificatia terenului, precum si pe tehnologia de executie.

Talpa fundatiei, din beton armat C30/37 cu grosimea de 140 cm pe perimetru si 2,00 m in vecinatatea cuzinetului, se va rezema pe un strat de egalizare din beton C8/10 cu gro­simea de 1,30 m – 2,80 m.

Cuzinetul, cu un diametru de 4,60 m si o inaltime de 0,85 m, va fi realizat din beton armat C35/45. Otelul folosit la armaturi va fi B ST 500.

 

Modelarea structurii cu programul Axis Vm

Fundatia circulara a fost conce­puta din doua domenii distincte: cuzinetul si restul placii.

Structura a fost modelata ca o placa pe mediul elastic, de tip Winkler. Pentru aceasta s-a folosit reazem de suprafata. Elementele finite au o forma geometrica triunghiulara.

Folosirea programul Axis Vm s-a facut cu respectarea normativelor si standardelor romanesti.

 

Calculul presiunii, minima si maxima, pe talpa fundatiei

S-a calculat cu ajutorul programului Axis Vm si s-au obtinut urmatoarele valori:

Pmin = 18.620 daN/m2

Pmax = – 4.826 daN/m2

 

Calculul tasarilor terenului de fundare

S-au calculat cu ajutorul programului Axis Vm si s-au obtinut urmatoarele valori:

ez = 3,725 mm (valoarea minima)

ez = -0,967 mm (valoarea maxima)

 

Calculul armaturii fundatiei

S-a calculat cu ajutorul programului de elemente finite Axis Vm si s-au obtinut urmatoarele valori:

• armatura circulara superioara acs = 76,97 cm2/m;

• armatura circulara inferioara aci = 82,71 cm2/m;

• armatura radiala superioara ars = 36,04 cm2/m;

• armatura radiala inferioara ari = 48,69 cm2/m.

 

FUNDATII PE PILOTI – varianta 2

Au fost considerati 25 de piloti, distribuiti uniform si incastrati in placa de fundare, cu urmatoarele caracteristici: diametru 1 m si lungi­mea 19 m.

Modelarea structurii

cu programul Axis Vm

Fundatia patrata a fost conceputa din doua domenii distincte: cuzinetul si restul placii. Structura a fost modelata ca o placa rezemata pe cei 25 de piloti. Elementele finite au o forma geometrica triunghiulara.

 

Calculul armaturii fundatiei

S-a calculat cu programul de elemente finite Axis Vm si s-au obtinut urmatoarele valori:

• armatura transversala superi­oara axs = 58,27 cm2/m;

• armatura transversala inferioara axi = 53,90 cm2/m;

• armatura longitudinala superi­oara ays = 27,70 cm2/m;

• armatura longitudinala inferi­oara ayi = 33,89 cm2/m.

 

Calculul armaturii pilotilor

Armarea s-a facut din conside­rente de formare a unei structuri spatiale – bare longitudinale consi­de­randu-se 16f25 iar etrieri f8/15 cm.

Verificare piloti

Rezistenta la smulgere a pilotilor: Rsml = 1.214 kN

Rezistenta la compresiune a pilo­tilor: Rc = 1,527 x 103 kN

S01 = 149,9 kN < Rsml = 1.214 kN

S02 = 1,382 x 103 kN < Rc = 1,527 x 103 kN

 

STABILITATEA TERENULUI DE FUNDARE

S-au efectuat calcule privind stabilitatea terenului de fundare folosind doua programe de calcul in paralel:

Cu programul Science Rock Slide s-a obtinut un factor de siguranta 1,502 si suprafata de alune­care prezentata in figura 6, luandu-se in considerare activitatea seismica.

Cu programul de elemente finite Plaxis s-a obtinut un factor de siguranta 1,46 si suprafata de alu­necare prezentata in figura 7, luan­du-se in conside­rare acti­vitatea seismica.

 

CONCLUZII

Metoda de fundare se va alege in functie de coeficientul de siguranta. Astfel, pentru un coeficient de siguranta mai mare decat 1,3 se va alege metoda directa de fundare iar pentru un coeficient de siguranta mai mic decat 1,3 se va opta pentru varianta de fundare indirecta si anume sistemul de fundare pe piloti, lungimea pilotilor urmand a fi stabi­lita in functie de suprafata de alune­care determinata.

 

BIBLIOGRAFIE

1. Haida, V., Marin, M., Mirea, M., – Mecanica pamanturilor. Editura Orizonturi Universitare, Timisoara, 2004;

2. Paunescu, M., Pop, V., Silion, T. – Geotehnica si fundatii. Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982;

3. Paunescu, M., Marin, M. Solutii moderne pentru fundatii directe. Editura Facla, Timisoara, 1986;

4. Manoliu, I., Fundatii si procedee. Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1983;

5. A XI- A Conferinta nationala de geotehnica si fundatii, Timisoara, 2008.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 88 – decembrie 2012, pag. 14

 

Autori:
B. Singeorzan,
M. Marin – Universitatea „Politehnica“ Timisoara, Facultatea de Constructii si Instalatii, Departamentul de Cai de Comunicatii Terestre, Fundatii si Cadastru



Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Share

Permanent link to this article: http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2012/12/03/solutii-de-fundare-pentru-turnuri-eoliene/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.