«

»

Metode de verificare, cu placa dinamica, a capacitatii portante a terenului

Share

Lucrarea de fata prezinta concluziile obtinute in urma verificarii capacitatii portante prin determinarea modulului de deflectie cu placa dinamica (deflectometrul dinamic usor – Light Weight Deflectometer, LWD). Este o metoda rapida, care permite verificarea in zone greu accesibile si estimarea gradului de uniformitate a zonei testate. Placa dinamica folosita a fost TERRATEST 3000, produsa de TERRACONTROL, Germania.

 

Metoda de investigare cu placa dinamica este procedeul de testare in care solul primeste un impact cu o forta maxima F, transmisa prin caderea unei greutati de 10 kg pe o placa circulara cu raza r = 15 cm. Se determina, astfel, modulul dinamic de deflectie End, care este un parametru ce descrie deformabilitatea solului sub actiunea unui impact de durata t.

Metoda de verificare cu placa dinamica este avantajoasa, permitand estimarea rapida a gradului de uniformitate a zonei testate.

Pe aceleasi suprafete au fost efectuate si teste cu placa statica Lucas, tip TESTING 30203 PDK-K, teste care au permis determinarea modulului static de deformatie, precum si stabilirea curbelor de tasare prin compresiune, pe baza carora s-au apreciat deformatia si capacitatea portanta a pamantului. Din liniile (curbele) tasarii prin compresiune, s-au determinat modulele de deformatie En1, En2, raportul En2/En1, modulul de reactie K0 si gradul de compactare D.

 

PLACA DINAMICA, DESCRIERE, UTILIZARE

Amplasament – descriere

Obiectivele studiate: hala (P, P+1), parcaje, drumuri si platforme, amplasate in municipiul Ramnicu Valcea.

Din punct de vedere geomorfologic, amplasamentul studiat se afla pe terasa medie estica a raului Olt, fiind constituit, la suprafata, din nisipuri afanate, prafuri nisipoase argiloase, plastic consistente la curgatoare, pietrisuri de indesare medie, argile prafoase si argile cu rare elemente de pietris, plastic vartoase. Pe amplasament, nivelul apei subterane a fost la -3,00 m cu nivel variabil.

Avand in vedere structura litologica, s-a stabilit imbunatatirea terenului de fundare prin executia unor perne din materiale necoezive, compactate corespunzator, pe straturi succesive, pana la atingerea parametrilor stabiliti de proiectanti.

Verificarea capacitatii portante, a gradului de compactare si a uniformitatii parametrilor s-a efectuat de catre laboratoare de geotehnica si fundatii autorizate grad II.

 

Activitatea desfasurata

Activitatea a constat in determinari de laborator (umiditate, granulozitate, Proctor modificat) si determinari pe teren, prin efectuarea testelor de verificare a capacitatii portante cu placa Lucas, teste cu placa dinamica (deflectometrul dinamic usor – LWD), teste de verificare a gradului de compactare (prelevare de probe cu folia – inlocuiri de volum si compararea cu valorile obtinute prin incercarile Proctor modificat).

 

Determinari in laborator

In laborator s-au stabilit caracteristicile optime de compactare ale materialului granular (balast 0-63) prin incercarea Proctor modificat, conform STAS1913/13-83, respectiv umiditatea optima de compactare (wopt) si greutatea volumica in stare uscata maxima (gdmax).

Granulometria materialului necoeziv a fost determinata prin metoda cernerii conform STAS 1913/5-85.

Distributia procentuala pe fractiuni granulare a fost reprezentata grafic pe diagrama semilogaritmica granulometrica.

 

Determinari pe teren

Pe teren au fost organizate tronsoane experimentale, in diverse zone de pe amplasament, cu scopul de a stabili utilajul cu care sa se execute compactarile, grosimea optima a stratelor elementare, numarul minim de treceri pe fiecare strat. Dupa stabilirea acestora s-a trecut la compactarea efectiva a straturilor pana la obtinerea grosimii pernei.

Pe parcursul lucrarilor, s-au efectuat incercari pentru verificarea parametrilor stabiliti de proiectant:

  1. Incercari cu placa dinamica usoara: s-au obtinut valori ale modulului dinamic de deflectie End;
  2. Incercari cu placa Lucas, conform DIN 18134:2012-04: din operatiunile efectuate incarcare /
    descarcare / incarcare s-au determinat valori ale modulelor liniare de deformatie statice En1, respectiv En2;
  3. S-au prelevat probe din teren, prin metoda inlocuirii de volum conform STAS 1913/13-83, si s-au comparat cu valorile obtinute pe probele din laborator, Proctor modificat. Valoarea gradului de compactare „D” a fost obtinuta prin raportarea greutatii volumice in stare uscata gd” la valoarea
    maxima a greutatii volumice in stare uscata gdmax”.

 

Metoda de masurare si efectuare a testului cu placa dinamica

Metoda de investigare cu placa dinamica teren (deflectometrul dinamic usor – LWD) este procedeul de testare in care solul primeste un impact cu o forta maxima Fs transmisa prin caderea unei greutati de 10 kg pe o placa circulara cu raza r = 15 cm, exercitandu-se, astfel, o sarcina dinamica de scurta durata asupra platformei verificate. Prin aceasta metoda se determina modulul dinamic de deflectie End, un parametru care descrie deformabilitatea solului sub actiunea unui impact cu durata t. Valoarea este calculata in functie de amplitudinea „s” a tasarii placii [1]:

End = (1,5 × r × s)/s [MN/m2] (1)

unde r = raza placii de incarcare circulara, s = aplitudinea tasarii.

Placa dinamica (deflectometrul dinamic usor – Light Weight Deflectometer, LWD) folosita pentru testare, TERRATEST 3000 – producator TERRACONTROL, Germania, este compusa din:

  • placa de incarcare circulara, rigida, cu diametrul de 300 mm si masa de 15 kg;
  • dispozitiv de incarcare alcatuit din: greutate de cadere (10 kg), ansamblu de arcuri protejate cu manson de cauciuc, tija de ghidare (5 kg, lungime 1.140 mm) si un dipozitiv de declansare si fixare, care prezinta nivela cu bula pentru pozitionarea corecta pe teren;
  • dispozitiv electronic extern de masurare a tasarii, pozitionat intr-o cutie metalica de protectie.

Date pentru dispozitivul de incarcare:

– Forta de impact maxima Fs = 7,07 kN

– Durata impactului ts = 17 m/s

 

Campul de aplicare recomandat de producator, pentru acest tip de aparat, este intre 15-70 MN/m2; intre aceste valori placa dinamica usoara indeplineste regulile stricte de calibrare, in acord cu normativele europene.

Zona de testare a fost pregatita pentru ca placa de incarcare sa fie amplasata pe suprafete netede, astfel incat intreaga suprafata a placii sa fie in contact cu solul. Pe suprafetele care prezentau nere-gularitati din cauza neuniformitatii materialului folosit, s-a depus un strat subtire de nisip uscat cu granulatie mica si medie.

Dupa pregatirea suprafetei de testare si pozitionarea placii de incarcare pe sol, s-a adus tija de ghidare in pozitie verticala si s-a urmarit nivela cu bula pentru o pozitie corecta a placii de incarcare pe sol. Greutatea aflata in dispozitivul de fixare a fost lasata sa cada libera de la inaltimea calibrata si a fost prinsa dupa fiecare impact.

Pentru ca placa sa fie in contact perfect cu solul, aparatul este setat de producator sa efectueze trei teste preliminare. Dupa testele preliminare, greutatea a fost lasata sa cada din nou de trei ori, au fost masurate tasarile rezultate, a fost calculata media celor trei valori si s-a obtinut modulul dinamic de deflectie afisat si pe ecranul electronic.

 

Activitate pe teren

Pe santier au fost verificate sectoare cu urmatoarele structuri ale materialelor compactate:

  1. teren stabilizat cu ciment (cu grosimi variabile intre 20-40 cm), balast (0-63) 40 cm;
  2. zonele fundatiilor, strat de transfer, balast 20 cm / geogrila / balast 40 cm (grosime strat 60 cm);
  3. umplutura peste fundatii existente, amestec de nisip cu balast si piatra sparta (0-40) (grosime strat 80 cm).

S-au determinat, pentru toate sectoarele, in puncte stabilite, cu placa statica Lucas En1, En2, En2 / En1, K0, D, iar cu placa dinamica s-au efectuat, in zonele verificate cu placa Lucas, cate 8 determinari conform schemei din figura 1.

Pentru a calcula valoarea medie a modulului dinamic de deflectie End, valorile cea mai mica si cea mai mare au fost excluse.

Pentru obtinerea informatiilor privind uniformitatea zonei verificate, testele cu placa dinamica s-au efectuat in puncte situate la 4-5 m, astfel incat sa fie acoperita toata zona. Valorile modulelor dinamice de deflectie End din aceste puncte au fost comparate cu valoarea medie calculata din valorile masurate in jurul punctelor in care s-a efectuat determinarea cu placa Lucas. In paralel, din sectoarele 2 si 3 au fost prelevate si probe prin metoda inlocuirii de volum, pentru verificarea gradului de compactare.

 

Metoda de masurare si efectuare a testului cu placa dinamica

TERRACONTROL, Germania, producatorul placii dinamice TERRATEST 3000, recomanda, in manualul de utilizare cu care a fost vandut produsul, pentru corelarea modulelor statice En1, En2 cu modulul dinamic de deflectie End si gradul de compactare, folosirea tabelelor 1 si 2 extrase din DIN 18196, ZTVT-StB 95*/ ZTVT-StB 94, FGSV AA, oct 96, TP BF-StB sectiunea B8.3 si RVS 08.03.04 editia 1 martie 2008.

Formule recomandate pentru materiale necoezive:

  • La valori En1 > 25 MN/m2

End = 10+4/5 En1                        (2)

  • La valori En1 < 25 MN/m2

End = 6/5 En1                 (3)
unde End = modul dinamic de deflectie, En1 = modul de deformatie liniara la prima incarcare pe placa statica.

Valori de legatura intre modulul static En1 si cel dinamic End pentru materiale necoezive sunt prezentate in tabelul 2.

 

Concluzii

Testul de incarcare dinamica pe placa a fost folosit pentru verificarea capacitatii portante a suprafetelor cu structuri diferite. Determinarile cu placa statica Lucas si placa dinamica s-au facut, in paralel, pe aceleasi materiale necoezive si pentru aceleasi sectoare. Cu placa statica Lucas au fost masurate modulele de deformatie liniara En1 si En2. Cu placa dinamica au fost masurate modulele dinamice de deflectie End. Metodele de determinare statica si dinamica difera intre ele prin viteza de incarcare si presiunea exercitata asupra pamantului.

Valorile modulelor dinamice de deflectie End masurate pe teren au fost in intervalul 30-50 (MN/m2), valori ce s-au incadrat in intervalul 15-70 (MN/m2) recomandat de producatorul placii dinamice TERRATEST 3000.

Raportul En2/En1 a fost determinat pentru 25 de puncte masurate cu placa statica. Determinari ale modulelor dinamice de deflectie End cu placa mobila s-au efectuat in 300 de puncte.

Din valorile obtinute cu aparatele utilizate pe santier nu a rezultat o corelare constanta intre valorile En1, En2 si End. Valorile s-au situat in intervalul (2,1-2,9). In 2004 au fost publicate valori de legatura intre En1, En2 si End, situate in intervalul (1,5-3,5) [3].

Corelarea modulului End cu gradele de compactare, pentru verificarea incadrarii in intervalul de valori prezentat in tabelul 1, a fost determinata pentru structurile 1 si 2. Gradele de compactare au fost obtinute pentru 35 de probe prelevate din teren, prin metoda inlocuirii volumului. Pentru valorile End determinate in aceste zone cu placa dinamica, valori intre 35-39 (MN/m2) gradele de compactare au fost in intervalul 96,80% – 97,80%. Pentru zonele cu valori End intre 39-41 (MN/m2), gradele de compactare au fost in intervalul 97,80% – 98,30%. Pentru zone cu valori End cuprinse intre 41,00 – 49,20 (MN/m2) gradele de compactare au avut valori intre 97,90% – 99,70%.

Au existat si 4 puncte in care corelarea valorilor End nu a fost conform tabelului 1. Pentru End = 40,52 MN/m2, End = 43,14 MN/m2, End = 37,20 MN/m2, End = 42,27 MN/m2 s-au obtinut gradele de compactare 96,25%; 97,32%; 95,2%; 102%, valori explicate de neuniformitatea materialului si umiditatea mai mare decat umiditatea optima de compactare.

Principalul avantaj al folosirii placii dinamice il reprezinta reducerea timpului alocat verificarii gradului de uniformitate a compactarii in zona testata. Un alt avantaj este oferit de posibilitatea efectuarii masuratorilor in zone greu accesibile, in care verificarile cu placa statica sunt ingreunate.

BIBLIOGRAFIE

  1. AND 530 – Instructiuni privind controlul calitatii terasamentelor;
  2. Instruction Manual, Terracontrol, Frank G. Schulz, Germania, 2008;
  3. Oltean E., CArstea C., Bogateanu L., Bucioaca S., Serban V. Reabilitarea liniei CF Bucuresti – Campina. Studii geo-
    tehnice pentru asigurarea capacitatii portante a fundatiei caii ferate, component al coridorului IV Pan-European,
    Lucrarile Conferintei de Geotehnica si Fundatii, Bucuresti, 16-18 septembrie 2004;
  4. Rapoarte de incercari cu placa Lucas (DIN 18134:2012-04), SC LACONS SRL, drd. ing. Laurentiu Soalca.

Autor:
Eleonora Firoiu – SC BEFAC SRL 

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 135 – aprilie 2017, pag. 42

 



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/2017/04/06/metode-de-verificare-cu-placa-dinamica-a-capacitatii-portante-a-terenului/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.