TERRASOND: Solutie tehnica de consolidare a terenului de fundare al rambleului de acces la podul peste raul Mures de pe Autostrada Arad – Timisoara

Urmare a investigatiilor geotehnice efectuate pe traseul viitoarei autostrazi ARAD – TIMISOARA, BYPASS ARAD km 0+000 – km 12+000 a rezultat ca, pe anumite sectoare ale traseului, terenul de fundare al ramble­ului autostrazii, constituit la adancimi de pana la – 8,00 m … – 9,00 m, din nisipuri fin mijlocii, este potential lichefiabil (I_D < 0,6). Pentru aceste sectoare ale traseului s-au propus masuri tehnice de imbunatatire a terenului de fundare, avand drept scop principal reducerea sensibilitatatii la lichefiere (I_D > 0,6).

Datele furnizate de studiile geo­tehnice urmeaza sa fie folosite in faza de proiectare a diverselor constructii, cu respectarea intocmai a conceptului de proiectare geoteh­nica, pentru a asigura stabilitatea, rezistenta si durabilitatea in timp a sistemului rutier, cat si a construc­tiilor de arta. Astfel, la intocmirea diverselor studii geotehnice au fost urmarite si rezolvate urmatoarele aspecte:

• natura litologica a terenului de fundare, in lungul traseului viitoarei autostrazi;

• caracteristicile fizice necesare pentru proiectarea sistemului rutier;

• conditiile hidrologice ale ampla­samentului rutier conform STAS 1709 / 1 / 2 – 90;

• conditiile de fundare pentru unele lucrari de constructii aferente traversarilor de cale ferata, a unor canale de irigatii si desecare si a unor cursuri de apa.

CONDITII GEOTEHNICE INITIALE

Pentru determinarea tuturor para­metrilor necesari unei proiectari complete si pertinente pentru traseul viitoarei autostrazi s-au efectuat o gama larga de investigatii de teren: foraje geotehnice, penetrari dina­mice cu con, penetrari dinamice in gaura de foraj (tip SPT), penetrari statice tip CPT, incercari seismice (downhole), investigatii care au fost completate de analize in laborator complete si diversificate (ca si tip de incercare, respectiv adancime).

Rezultatele acestor investigatii geotehnice de teren si de laborator, prezentate in studiile geotehnice intoc­mite in diverse perioade (decembrie 2006, aprilie – mai 2009, ianuarie 2010), au permis desprinderea urmatoarelor concluzii si recomandari generale, necesare proiectarii infrastructurii rutiere si a lucrarilor de constructii aferente, pentru realizarea autostra­zii ARAD – TIMISOARA – LUGOJ, tronson km 0+000 – km 12+000 (BYPASS ARAD):

• Forajele geotehnice executate in lungul traseului autostrazii pun in evidenta o stratificatie a terenului de fundare alcatuita, in principal, din pamanturi argiloase, argile-prafoase, argile-nisipoase, prafuri-argiloase, prafuri-nisipoase in suprafata si din nisipuri cu granulatie fina mijlocie, saturate in adancime.

• Pamanturile coezive, care alca­tu­iesc stratificatia terenului de fundare, se incadreaza in categoria pamanturilor cu plasticitate foarte mare si mare, avand consistenta in domeniul plastic ­vartos si plastic tare.

• Conform „Catalogului de structuri tip pentru drumuri publice“ pamanturile argiloase, argilele-prafoase, argilele-nisipoase, prafurile-argiloase, prafurile-nisipoase se inca­dreaza in tipul de pamanturi P3, P4 si P5.

• Criteriul granulometric al paman­­turilor care alcatuiesc terenul de fundare, stabilit conform Tab. l din STAS 1709 / 2 – 90, permite clasificarea aces­tora in categoria pamanturilor foarte sensibile la inghet.

• Conditiile hidrologice ale tronsonului de autostrada, km 0+000 – km 12+000, se considera DEFAVORABILE conform Pct. 3.4 din STAS 1709 / 2 – 90.

SOLUTIA TEHNICA PROPUSA

Rezultatele investigatiei, prin sondajele penetrometrice de tip greu, indica zona dintre km 7+800 – km 8+000, ca cea mai periculoasa din punct de vedere al lichefierii. In acest tronson nisipurile din primul pachet prezinta, in general, un grad de indesare I_D < 0,60 pe grosimea extinderii acestora.

Conform normelor romanesti, pentru gradul de intensitate seismica VII, terenul necoeziv este susceptibil la lichefiere, situatie in care se impun masuri teh­nice pentru reducerea sen­sibi­litatii la lichefiere a zonei din masa pache­tului de terenuri necoezive.

Din cauza starii afanate a nisipului pe aceasta zona, dar si a faptului ca terenul necoeziv scade in grosime, pentru prima parte a tronsonului, adica intre pozitia km 7+850 si km 8+000, s-a optat, local, pentru imbu­natatirea starii de indesare a tere­nului necoeziv, prin procedeul de vibrare in adancime.

In ceea ce priveste rambleul autostrazii pe acest sector, rea­lizarea lui va fi precedata de indepartarea stratului vegetal pana la atingerea terenului suport, constituit din coperta necoeziva ce urmeaza sa fie imbunatatita prin vibrare.

Zona din lungul traseului BYPASS ARAD, care urmeaza sa fie imbu­natatita, se refera la portiunea cuprinsa intre km 7+800 – km 8+000. Este zona in care urmeaza sa se execute rambleul inalt cuprins intre culeea A8 si podul B080. In aceasta portiune a fost recomandata executia a trei campuri experimentale (T₁, T₂, T₃) in scopul stabilirii distantei dintre punctele de realizare a vibrocompactarii, in conditiile atingerii unui grad de indesare I_D ³ 0,60.

Testele, prin sondaje de penetrare dinamica cu con de tip greu (P.D.G.), au fost efectuate in campurile de testare mentionate, in sco­pul stabilirii distantei dintre ochiurile retelei triunghiulare de imbunatatire – consolidare, si anume:

• T₁ – realizat dintr-o retea triun­ghiu­lara, cu latura triunghiului echilateral L = 2,00 m;

• T₂ – realizat dintr-o retea triun­ghiulara, cu latura triunghiului echilateral L = 2,50 m;

• T₃ – realizat dintr-o retea triun­ghiulara, cu latura triunghiului echilateral L = 3,00 m.

Prin testele de calitate efectuate in fiecare camp, respectiv celula de testare, s-a urmarit stabilirea, din punct de vedere calitativ si cantitativ, a efectului interventiei de imbu­natatire a terenului de fundare pe intervale de grosimi de strat admise pentru terenul de imbunatatit, prin stabilirea valorii gradului de indesare I_D, care sa ateste sau nu, desensibili­zarea la lichefiere a pachetului neco­eziv pe grosimea de 8,00 ÷ 9,00 m.

Pentru stabilirea distantei optime dintre punctele retelei triunghiulare de imbunatatire prin vibro – consolidare de adancime s-au luat in considerare valorile L_0i si I_Di pentru pachetul de pamant necoeziv de la – (3,00 m … 4,00 m) la – (8,00 m … 9,00 m) cu care s-a constituit diagrama de variatie a gradului de indesare (I_Di), in functie de distanta dintre punctele retelei triunghiulare de imbunatatire prin vibro – consolidare de adancime (L_0i).

Conform cu cele prezentate distanta dintre ochiurile retelei triunghiulare de imbunatatire prin vibrocompactare de adancime va fi de L₀ = 2,75 m.

Dupa analiza acestor rezultate s-au recomandat urmatoarele:

• Dupa terminarea consolidarii de adancime, prin vibrocompactare a masivului de pamant cuprins intre – (8,00…9,00 m), palniile de tasare, formate in zona punctelor de vibrocom­pactare, au fost umplute cu material de umplutura din groapa de imprumut sort 0…20 mm si compactate cu rulouri vibratoare adecvate, dar cu masa nu mai mica de 10 tone.

• In continuare, s-a pregatit platforma suport a rambleului de legatura intre culeea A8 si culeea B080 din materialul de aport folosit pentru deplasarea utilajului de vibrocompactare in zona de consolidare, care a fost compactata cu rulouri compactoare-vibratoare cu masa minima de 15 tone.

• Operatiile mai sus mentionate au permis obtinerea unui strat de forma realizat prin stabilizare mecanica. Dupa executia stratului de forma, s-au montat cate trei reperi de tasare in puncte prestabilite, in cele patru sectiuni transversale.

• Pe masura realizarii ramble­ului, pe etape de executie a acestuia, s-au efectuat masuratori ale tasarilor (consolidarii) pachetului superficial, in grosime medie de 3,00 m, tasari pe baza carora se va aprecia procesul de consolidare a acestui pachet de pamanturi slab coezive.

• In vederea eliminarii aparitiei unor tasari suplimentare, fata de cele preevaluate pe baza incarcarilor normale de exploatare, pe portiunea cuprinsa intre km 7+800 – km 8+000 rambleul a fost suprainaltat cu 1,80 m fata de inaltimea reala de executie a acestuia.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 73 – august 2011, pag. 16

Autori:
prof. dr. ing. Tadeus Schein – director general,
dipl. ing. Ivan Victor Bogdanov, M.Sc. – director executiv,
dipl. ing. Olimpiu Hehn – geotehnician SC TERRASOND SRL