SBR: CFA – pilot forat cu snec continuu

Sistemul de forare cu snec continuu reprezinta o preocupare actuala pentru constructorii din Romania. Tehnologia, cunoscuta de mai bine de 45 ani pe plan international, a fost introdusa pe piata fundatiilor speciale din Romania abia la sfarsitul anilor ‘90. Pe de o parte, exista o reticenta din partea proiectantilor de infrastructura din cauza limitarilor tehnologiei (lungime de forare, lungime carcasa, terenuri instabile si tari), pe de alta parte, exista o incurajare venita din partea investitorilor privati datorita productivitatii, eficientei economice si capacitatii portante marite a pilotului CFA fata de tehnologiile traditionale de forare cu tubaj recuperabil si bentonita.

Exista capitole dedicate tehnologiei in standardul roman de executie „EU-conform”, SR EN 1536/2011: Executia lucrarilor geotehnice speciale. Piloti forati. Se fac referiri la ea si in normativul de proiectare geotehnica a fundatiilor pe piloti, NP 123:2010, deja adaptat la standardul SR EN 1997-1: 2006 – Eurocod 7: Proiectare geotehnica. Partea 1: Reguli generale.

Pilotul forat cu snec sau burghiu continuu (continuous flight auger pile – CFA-pile / pieu a la tarière continue creuse) este definit ca un pilot forat realizat cu ajutorul unui snec sau burghiu continuu avand o tija gaurita, prin gaurile careia betonul sau laptele de ciment este injectat / pompat pe masura ce snecul este extras.

Diametrele uzuale sunt de 400 / 500 / 600 / 800 / 900 / 1.000 / 1.200 mm, ele fiind corelate cu lungimile de forare maxime de 23 ÷ 25 m, in functie de limitarile utilajelor de forare.

Lungimea carcaselor nu se recomanda a fi mai mare de 22 ÷ 24 m, in functie de rigidi­tatea lor.

Pilotii CFA se utilizeaza, de regula, ca fundatii indirecte, sub forma de ancoraje si ca elemente de sustinere, ziduri de sprijin.

Etapele executiei

• Forarea: forarea cu snec pana la atingerea cotei de fundare proiectate.

• Betonarea:

– deschiderea clapetei-capac de la baza snecului;

– pomparea betonului prin varful snecului (injectarea bazei pilotului);

– retragerea snecului imersat in betonul proaspat.

• Instalarea carcasei de armatura:

– regasirea sectiunii de beton proas­pat, prin curatarea platformei de pamantul evacuat din foraj, respectiv betonul in exces;

– introducerea carcasei de armatura prin betonul proaspat;

– vibrarea carcasei pana la cota din proiect.

Stabilitatea forajului

Un aspect important se atribuie sigurantei stabilitatii peretilor forajului, deoarece prin natura tehnologiei, in orice moment al executiei, forajul nu ramane neprotejat:

• Pilotul este forat fara alte masuri de sustinere a excavatiei, stabilitatea acesteia fiind pastrata de snec si de materialul de pe palele snecului.

• In timpul betonarii, varful snecului este mereu imersat in beton: stabilitatea forajului este asigurata pe zona betonata de betonul deja turnat prin varful snecului, iar in zona nebetonata, peretii forajului raman sustinuti de snec / materialul de pe palele snecului.

Controlul calitatii executiei

Sistemele de monitorizare, in timp real, al parametrilor de forare si be­tonare – adancimea de forare, vertica­litatea forajului, viteza de avansare a forajului, rotirea snecului, momentul de torsiune, presiunea betonului, viteza betonarii, cantitatea reala a betonului turnat, supraconsumul de beton – asigura controlul imediat asupra executiei pilotului de catre operator / personalul responsabil, respectiv redau sectiunea axiala verticala realizata a pilotului executat.

Fisa electronica a pilotului, insu­mand inregistrarile mentionate, se accepta, in unele cazuri, si ca verificari ale integritatii pilotului.

Pe de alta parte, continuitatea si integritatea sectiunii pilotului executat deriva si din natura tehnologiei in sine, introducerea carcasei de armatura realizandu-se prin corpul pilotului proaspat betonat. Deoarece sistemele de monitorizare automate controleaza exclusiv procesele de forare si beto­nare, o atentie deosebita se aloca introducerii la cota a carcaselor.

Proiectarea

Valoarea de calcul a capacitatii portante ultime la compresiune a pilotilor flotanti executati pe loc se exprima in normativul NP 123: 2010, fiind compusa din valoarea de calcul a rezistentei pe baza a pilotului si din va­loarea de calcul a rezistentei de frecare pe suprafata laterala a pilotului:

R_c,d = A_b q_b,k / g_b2 + (U Sq_s,ki l_i) / g_s2

Coeficientii partiali pentru rezistenta bazei pilotului (g_b) si pentru rezistenta prin frecare pe suprafata laterala a pilotului (g_s) – prin mentiona­rea tehnologiei CFA pentru prima data intr-un normativ de proiectare national – arata conform tabelelor 1 si 2.

In cazul coeficientului partial care afecteaza rezistenta bazei pilotului, trebuie mentionat ca pilotul CFA este catalogat ca fiind usor superior chiar si fata de pilotii cu injectie (de regula ulterioara) la baza, respectiv net superior fata de celelalte tehnologii de betonare.

In cazul coeficientului partial care influenteaza rezistenta prin frecare pe suprafata laterala a pilotului, modul de executie CFA este considerat net superior fata de forajul cu tubaj nerecuperabil si fata de forajul sub noroi.

Numeroasele incercari de proba, efectuate in diversele proiecte de Soletanche Bachy, atat pe plan international cat si pe plan national, pe piloti CFA, au aratat o diferentiere chiar si fata de pilotii forati cu tubaj recupe­rabil in favoarea CFA.

Avantajele majore ale solutiei

Durata medie de executie a unui pilot se incadreaza, de regula, in intervalul 10-30 minute, ceea ce ii confera o rapiditate evidenta, fiind un factor decisiv in reducerea costurilor.

Controlul maxim asupra integritatii si calitatii pilotului elimina complet riscul de pierdere a stabilitatii forajului.

Capacitatea portanta este marita, fata de pilotii forati prin metodele tra­ditionale, efectul direct fiind, de asemenea, asupra costurilor globale.

Aceasta recapitulare a aspectelor legate de succesiunea de executie, de asigurarea calitatii produsului finit, impreuna cu precizarile facute in pri­vinta proiectarii, nu are scopul de a oferi o informare completa asupra tuturor detaliilor ci, mai degraba, se adreseaza tuturor celor care au inca anumite retineri in privinta pilotilor CFA, avand ca scop eliminarea si cla­rificarea „neajunsurilor” exprimate si deschiderea de noi discutii in tema.

Ca orice tehnologie, are un domeniu de aplicare foarte bine delimitat de experienta in executie intrunita in standar­dele de referinta, asa ca ea trebuie utilizata in cunostinta de cauza.

Atat experienta internationala cat si cea nationala au demonstrat aplicabilitatea si avantajele clare ale tehnologiei de forare CFA intr-o gama larga de proiecte. Deschiderea catre aplicarea de noi metode de executie ne ofera o viziune mai ampla asupra posibilitatilor de rezolvare a problemelor geotehnice si este in favoarea cresterii competivitatii.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 79 – martie 2012, pag. 20

Autori:
ing. Lóránd SATA – director tehnic, SBR Soletanche Bachy Fundatii
prof. dr. ing. Sanda MANEA – director Departamentul de Geotehnica si Fundatii, Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti