Stabilizatori romanesti pentru pamanturi

Constructiile civile, industriale, drumurile, porturile, aeroporturile si alte lucrari sunt amplasate, in functie de gradul de civilizatie al societatii, in mediul trifazic al scoartei globului pamantesc. In functie de cele trei faze, solida, lichida si gazoasa si a continutului fiecareia, pamanturile au proprietati fizice si mecanice foarte diferite, situatie care creeaza, in zona executarii constructiilor, probleme tehnice complicate. Acestea trebuie sa satisfaca functionabilitatea, stabilitatea si rezistenta, durabilitatea si economicitatea. In majoritatea cazurilor ele sunt legate de rezistenta si stabilitatea terenului de fundare.

Preocuparea pentru terenurile de fundare exista din cele mai vechi timpuri, bazata, uneori, pe calcul empiric – cum au gandit Iulius Cezar, Vitruvius si Publius Cornelius Tacitus.

In perioada Evului Mediu preocuparea era indreptata, in mare parte, asupra constructiilor bisericesti.

In timpul Renasterii s-a pus la baza studiilor curentul umanist cu documente scrise. Intre anii 1700 si 1900 problemele au fost abordate prin dezvoltarea stiintelor fizice si chi­mice si s-au pus bazele geotehnicii.

In 1936, pentru prima data in Romania, s-au facut cercetari asupra proprietatilor fizico-mecanice ale paman­turilor la constructia Palatului Administrativ CFR.

Calitatea unui pamant din lucrarile de terasamente se apreciaza prin:

• granulometrie;

• comportarea in raport cu apa;

• rezistentele mecanice.

La solicitari mecanice pamanturile se comporta diferit, in functie de natura acestora, de la cele nisipoase, cu permeabilitate mare si compresibilitate mica, pana la argile, care sunt foarte compresibile si, practic, impermeabile. Intre cele doua categorii extreme – nisipuri si argile – exista o intreaga gama de pamanturi cu o compozitie variabila.

Categoria de pamanturi larg ras­pandite in tara noastra o reprezinta argilele nisipoase prafoa­se – loessurile.

Terasamentele fundatiilor executate la adancimi mari sunt influen­tate in mica masura de intemperii. In schimb, la terasamentele de la mica adancime, supuse direct si permanent actiunii intemperiilor, rezistenta si stabilitatea sunt influentate intr-o mare masura.

Impartirea pamanturilor in coezive si necoezive este facuta in functie de variatia fortelor de atractie intre granule.

Particulele care nu sunt legate prin forte electro-moleculare, lipsite de plasticitate si coeziune, cu permeabilitate ridicata, alcatuiesc paman­turile necoezive: nisipuri, balas­turi, bolovanisuri etc.

Particu­lele fine, cu dimensiuni sub 0,05 mm, legate prin forte de atractie electro-moleculare, constituie paman­turile coezive, cu permeabilitate mica dar cu posibilitate de retinere a apei si uscare in timp.

In zilele noastre este necesara intensificarea preocuparilor pentru gasirea unor solutii tehnice eficiente, bazate pe cunostinte bine fundamentate, despre terenul de fundare. Sub acest aspect, tematica lucra­rii, referitoare la utilizarea stabilizatorilor romanesti pentru pamanturi si agregate la lucrarile de constructii, este deosebit de actuala.

In cazul in care calculul terenului de fundare arata ca fundarea directa, de suprafata, pe un anumit strat nu este posibila, este obligatoriu sa se examineze imbunatatirea proprietatilor pamantului din stratele respective, astfel incat sa se inde­plineasca conditiile unui teren bun de fundare.

Principalele modificari ce se urmaresc prin aplicarea diferitelor procedee de imbunatatire a pamanturilor sunt: reducerea compresibili­tatii, cresterea rezistentei la forfecare, micsorarea permeabilitatii, elimina­rea sensibilitatii la umezire, reduce­rea potentialului de contractie-umflare, micsorarea gelivitatii etc.

Metoda de imbunatatire a paman­tului prin stabilizare se alege in functie de natura pamantului si de modificarea urmarita a acestuia, de grosimea stratului de pamant supus imbunatatirii, de materialele si utilajele disponibile.

Procedeele de imbunatatire a pamanturilor cu lianti hidraulici au ca rezultat modificari cantitative si cali­tative, care conduc la schimbari in structura intima a pamantului prin formarea de noi componenti ai structurii.

Imbunatatirea si stabilizarea paman­turilor, prin tehnologia de tratare „in situ“ cu lianti hidraulici, se realizeaza respectand urmatoarele etape:

• trasarea axului si pichetarea amprizei drumului;

• amplasarea reperelor de nivel si marcarea acestora;

• corectarea denivelarilor in profil transversal si longitudinal cu ajutorul autogrederului;

• asternerea liantului hidraulic, cu mijloace mecanice, pe suprafata stratului de pamant, in procentul stabilit in reteta cadru. Viteza de inain­tare a repartizatorului si treapta de viteza sunt alese astfel incat sa se obtina cantitatea de liant/mp stabilita prin reteta cadru;

• amestecarea materialelor, cu ajutorul instalatiei mobile speciale (reciclatoare, freze de amestec, pulvimixer) de reciclare a solului (pamant si stabilizator), pana la obtinerea unui grad de faramitare de minim 70 %, prin trecerea amestecului in site cu ochiuri patrate de 8 mm. Amestecarea si omogenizarea se realizeaza pe loc iar pamantul este faramitat pe toata grosimea stabilita. Cantitatea de apa necesara pentru asigurarea umiditatii optime de compactare se stabileste de laboratorul geotehnic;

• nivelarea se face cu respec­tarea pantei si a latimii prevazute in proiect, utilizandu-se echipamente terasiere speciale (autogreder sau buldozer);

• compactarea amestecului profilat se realizeaza prin efectuarea unui numar de treceri cu cilindri compactori lis si/sau picior de oaie, pana la obtinerea unui grad de compactare in conformitate cu prevede­rile standardelor in vigoare si ale Caietului de Sarcini aferent lucrarii, urmarindu-se viteza si tehnologia de compactare. Numarul de treceri poate varia in functie de conditiile din teren;

• protectia impotriva evaporarii rapide a apei necesare hidratarii liantului se face prin executia imediata a stratului urmator sau prin aplica­rea unei pelicule de impermeabilizare (emulsie bituminoasa, emulsii parafinoase).

Stratul necompactat trebuie protejat impotriva patrunderii apei prin acoperire cu folii de polietilena sau prin compactarea la supra­fata.

Pentru eventualele supraumeziri ale pamantului stabilizat se impune adoptarea de masuri pentru redu­cerea umiditatii si asigurarea compactarii.

Stabilizatorii pentru pamanturi si agregate, cum sunt Dorosolul, Doroportul, Soilmix, cimentul, varul etc. se pot utiliza la lucrari geotehnice speciale, constructii civile si cai de comunicatii pentru:

• imbunatatirea terenurilor cu rezistente mecanice reduse (pamanturi sensibile la umezire, compresibile, mlastinoase etc.) utilizate la realizarea paturilor de fundare si a umpluturilor din alcatuirea terasamentelor;

• stabilitatea taluzurilor si a versantilor;

• lucrari de consolidare a terenului de fundare, in cazul reabilitarii cladirilor existente;

• realizarea stratului de forma si de fundatie din alcatuirea comple­xelor rutiere.

Categoriile de lucrari la care se pot utiliza liantii hidraulici speciali sunt: constructiile civile, industriale si agricole (realizarea terenului de fundare, a platformelor industriale, a cailor de rulare), drumurile (autostrazi, drumuri noi de clasa tehnica I-V, largirea si reabilitarea drumurilor existente de clasa tehnica I-V; platforme pentru parcari), caile ferate (tronsoane noi de cale ferata, largirea si reabilitarea cailor ferate existente), porturile (cai de rulare, dane, platforme de parcare), aeroporturile (piste de decolare si aterizare, parcare avioane, cai de rulare, hangare), lucrarile de etanseizare (lacuri, bazine de echilibru, bazine de retentie).

Pe baza naturii pamantului si a unui studiu de reteta, emis de un labo­rator autorizat, se va stabili tipul si procentul optim de liant hidraulic ce va fi utilizat pentru stabilizare, precum si caracteristicile de compactare stabilite prin incercarea Proctor Modificat (umiditatea optima de compactare si densitatea maxima in stare uscata).

In urma rezultatelor obtinute in laborator se realizeaza tronsoane experimentale de pamant stabilizat cu fiecare tip de liant, in functie de natura acestora.

Pe aceste tronsoane se vor efectua determinari in situ, in vederea verificarii parametrilor geotehnici indicati prin proiectare:

• umiditatea pamantului, w – se verifica atat inainte de asternerea liantului hidraulic cat si dupa reali­zarea amestecului;

• modulul de deformatie liniara, E_d pentru pamantul nestabilizat efec­tuat cu Placa Lukas;

• gradul de faramitare, G_f – se verifica dupa amestecarea, farami­tarea si omogenizarea pamantului cu liant hidraulic;

• gradul de compactare, D – se verifica dupa finalizarea compactarii;

• modulul de deformatie liniara, E_d pe pamantul stabilizat efectuat cu Placa Lukas la diferite varste, in functie de prevederile normativelor in vigoare;

• masuratori deflectometrice cu deflectometrul cu parghie de tip Benkelman la drumuri.

Alegerea unei astfel de metode de imbunatatire a pamanturilor isi propune sa atraga atentia asupra importantei utilizarii in lucrarile de constructii a unor produse si teh­nologii care sa indepli­neasca cerin­tele de calitate si stabilitate ale constructiilor, sub actiuni statice si dinamice.

„Personalitatea“ pamantului, din care este alcatuita scoarta globului, trebuie respectata, folosind metode de cercetare si proiectare corecte.

Superficialitatea umana, viteza de constructie lipsita de obiectivitate, nestiinta si dorinta de castig material pot duce la accidente, deteriorarea „naturii date“ si limitarea existentei speciei umane pe Terra.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 72 – iulie 2011, pag. 14

Autori:
ing. Elvira Dumitrescu – director Laborator Central Constructii CCF Bucuresti
ing. Gabriela AndrieS – responsabil Profil Geotehnica