Riscuri suplimentare pe amplasamente potential lichefiabile

Dezvoltarea domeniului constructiilor in ultimele decenii a impus un ritm rapid de proiectare, dar a si condus in zone cu terenuri instabile la aparitia unor aspecte care implica riscuri si incertitudini.

Stabilitatea si rezistenta cladirilor impun executia in conditii de calitate si exigenta a infrastructurii acestora.

Respectarea conditiilor mentionate este strans legata de evaluarea terenului de fundare, o problema complexa, avand in vedere diversitatea mare a pamanturilor care se pot intalni in stratificarea unui amplasament, conditiile variate de zacamant in care se afla si actiunea in timp a diferitilor factori care pot produce schimbari ale acestor conditii.

Interactionand cu un mediu natural caracterizat printr-o mare eterogenitate, fundatiile trebuie nu numai sa suporte influenta deseori agresiva a acestui mediu, dar si sa limiteze impactul sau asupra elementelor de constructie.

In acelasi timp in Romania o mare parte din teritoriu se caracterizeaza printr-un grad ridicat de seismicitate sporind dificultatea problemelor de fundare, indeosebi atunci cand conditiile geotehnice pe un amplasament sunt dificile.

Efectul, uneori nefast, al solicitarilor seismice asupra comportarii constructiilor impune o modalitate de caracterizare a fenomenului de lichefiabilitate pe terenuri instabile, cat si exprimarea riscurilor raportate la solicitarile seismice.

Pamanturi si materiale lichefiabile

Prin definitie, pamanturile lichefiabile sunt alcatuite din particule de material de mica densitate, mergand de la nisipuri foarte fine spre fine, prafuri nisipoase si nisipuri prafoase, saturate. La aceste tipuri de materiale este foarte dificil sa se recolteze esantioane, epruvete, pentru efectuarea de teste in laborator fara a se deranja structura existenta din strat.

Peek (1975) afirma ca este „practic imposibil” a se obtine din aceasta gama de pamanturi un esantion despre care sa se spuna ca este neremaniat.

Inca de la formarea depozitului (localizat fie in straturi de grosime mare, fie in lentile de forme si volu­me diferite), luandu-se in conside­rare procesul de supraconsolidare, eventualele cimentari pe cai prefe­rentiale, carora li s-au adaugat in existenta istorica unele tensiuni care au depasit rezistenta la lichefiere, se poate constata existenta de imixtiuni in culcusurile lor.

Dupa Ishihara (1985) epruvetele recoltate din aceste tipuri de terenuri – care s-au vrut a fi modelate in labo­ratoare – supuse apoi la incercari ciclice, au valori superioare la rezistenta fata de potentialul de lichefiere, in comparatie cu cele inregistrate prin incercari in situ – de suprafata. In consecinta, in anii urmatori a aparut tendinta de a se estima potentialul de lichefiere prin teste efectuate in situ.

Valori cuantificabile in cazul rezistentei la lichefiere

In acest moment, nu exista nicio cale directa pentru masurarea potentialului de lichefiere. Ceea ce poate fi cuantificat prin metode indirecte sau adaptate sunt variatii aproximative la rezistenta la liche­fiere sub incarcari seismice.

Avand in vedere miscarea parti­culelor de pamant, inainte de a examina rezultatele obtinute din incercarile efectuate in situ, este importanta intelegerea variatiei unor parametri ca efect al lichefierii pamantului sub incercari ciclice.

Umezirile loessurilor la adancimi apropiate de nivelul freatic produc, de regula, fie tasari ale terenului, fie alunecari, in cazul in care acestea sunt aranjate in pante si sprijinite pe argile si/sau calcare, impermeabile.

Elemente de risc suplimentare

In cazul in care riscurile legate de solicitari seismice se aranjeaza in:

• riscuri inacceptabile;

• riscuri intolerabile;

• riscuri tolerabile;

• riscuri acceptabile, atunci se pot face urmatoarele comentarii generate de experienta acumulata la nivel national.

Riscuri inacceptabile

Prin prisma acestei lucrari, riscul inacceptabil inseamna acea actiune care accepta si permite executarea unor lucrari de constructii in zone bine cunoscute ca instabile sub solicitari seismice, chiar de intensitate mica. Astfel, se pot exemplifica:

• construirea de locuinte sub versantii care au fost supusi la alunecari de teren repetate (comuna Seimeni – jud. Constanta);

• constructii realizate deasupra unor foste galerii de mina si care, la aparitia vibratiilor naturale (chiar prabusiri de zone de galerie), alunecari locale de suprafata de teren, micro sau medii seisme tectonice sau la vibratii artificiale, pot genera avarii necontrolabile (Biserica orasului Ghelari – jud. Hunedoara);

• indesirea constructiilor deasupra unor terenuri unde sarea gema se afla la mica adancime si in a carei componenta pot exista si straturi lichefiabile.

Riscuri intolerabile

Conceptul de risc intolerabil cuprinde complexul de actiuni acceptat care nu ia in considerare posibilitatile nefavorabile ale poten­tialului de lichefiere a pamanturilor in situatiile nou create. Se pot exemplifica:

• defrisari masive in zone care, in trecut, nu au avut istoric seismic si care, in prezent, exista (Busteni, Sinaia – jud. Prahova);

• pastrarea amplasamentelor in imediata apropiere a unor halde de cenusi, steril, iazuri, construite si abandonate fara a fi stabilizate printr-o tehnica sau alta, ca protectie impotriva socurilor seismice;

• neadaptarea proiectului de studiu geotehnic in cazul interceptarii unor straturi sau lentile de materiale potential lichefiabile in sensul inaspririi si extinderii cercetarilor de teren si laborator pana la epuizarea resurselor tehnologice (Adaparazi 1999 – Turcia);

• proiectarea unor constructii pe amplasamente al caror teren de fundare a fost semnalat de studii geo­tehnice ca fiind potential lichefiabil, fara a se lua masuri specifice de imbunatatire a pamanturilor (Istanbul, Avcilar, Duzce – Turcia);

• proiectarea si executarea unor constructii edilitare subterane purtatoare de fluide sub mare presiune la distante necorespunzatoare fata de fondul construit, respectiv foarte apropiate de acestea.

Prin aparitia de avarii la conducte (fisuri, erodarea unor garnituri etc.), se pot produce explozii violente care pulverizeaza terenul, iar daca acesta are capacitate de lichefiere, aria afectata poate fi intinsa (jud. Satu Mare).

Riscuri tolerabile

Uzura normala

Uzura normala este dependenta de durata limita de existenta a elementelor care compun cladirile. Uzura fiecarui element in parte este in functie de natura materialului din care este executat si de conditiile de exploatare la care este supus, iar uzura generala a cladirii rezulta din media ponderata a uzurii diferitelor elemente componente.

In conditiile tarii noastre, avem cladiri care au fost bine executate si intretinute si care se gasesc inca in exploatare, dupa mai bine de 100 de ani.

Durata de serviciu a cladirilor este in functie de calitatea materialelor intrebuintate, conditiile de exploatare si, in special, de modul cum a fost si este intretinuta cladirea.

Duratele de serviciu normate pe elementele de constructii si instalatii care compun cladirile de locuit, prevazute de normativ, se impart in trei grupe, si anume:

• In grupa I sunt cuprinse cladirile avand „pereti portanti din lemn sau schelet din lemn, paianta, chirpici, pamant stabilizat“, cu o durata de serviciu de 25 de ani.

• In grupa a II-a sunt cuprinse cladirile avand „pereti portanti din zidarie de caramida, inlocuitori, piatra, plansee din lemn“, cu o durata de serviciu de 70 ani.

• In grupa a III-a sunt cuprinse cladirile avand „pereti portanti din zidarie de caramida, inlocuitori, piatra, plansee din beton armat, pereti portanti din panouri de beton armat monolit, schelet din beton armat sau profiluri de otel“, cu o durata de serviciu de 90 ani.

Lipsa de intretinere si reparare la timp a cladirilor

Fenomenul avarierii constructiilor este deosebit de complex, deoarece factorii care il influenteaza sunt extrem de diversi si depind, pe langa structura constructiva, de modul de executie si comportarea in timp a pamantului de fundare. In cazul fondului construit si lipsit de intretinere si reparatii, care prezinta inclinari si fisuri datorate tasarilor diferentiate, avand in vedere si posibilitatea aparitiilor de seisme si alte feluri de vibratii, siguranta este pusa in pericol.

Riscuri acceptabile

In categoria riscurilor acceptabile intra, de regula, cazurile reprezentate prin iviri de straturi potential lichefiabile in zone atipice, mari variatii ale nivelului hidrostatic si hidrodinamic (cazul inundatiilor), eruptii de petrol, apa sau gaze produse la sonde aflate fie in faza da foraj, fie in faza de exploatare si in final, lipsa de echipamente, aparatura si tehnologii cunoscute sau scoase pe piata care ar trebui sa fie proiectate si executate sub o legislatie internationala.

Bibliografie

1. Perlea V., Raduinea N., 1984. Indrumator tehnic pentru studiul proprietatilor pamanturilor necoezive lichefiabile. Indicativ P 125/84, Buletinul Constructiilor vol.4 /1985.

2. Seed, H.B., 1979. Soil liquefaction and cyclic mobility evalution for level ground during earthquakes, Proc.ASCE 105 (GT 2).

3. Sladen, J.A., D’Hollander, R.D. The liquefaction of sands, a collapse surface aproach.

4. Krahn, J., 1985. Canadian Geotechnical Journal, 22:564-578

5. * * * Ghid pentru aplicarea normei europene Eurocode 7. Partea 1 „Proiectarea geotehnica. Reguli generale“, MTCT, 1997.

6. C 241/1992. Metodologie de determinare a caracteristicilor dinamice ale terenului de fundare la solicitari seismice.

7. STAS 1242/1-89. Teren de fundare. Principii generale de cercetare.

8. STAS 8942/1- 6. Teren de fundare. Determinarea in laborator a parame­trilor geotehnici.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 25 – aprilie 2007

Autori:
Cornelia DOBRESCU,
Maria STEFANICA – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare in Constructii si Economia Constructiilor