GEOBRUGG AG: Sisteme flexibile pentru stabilizarea taluzurilor / versantilor

Sistemele flexibile, realizate din plase de otel, in combinatie cu ancoraje, sunt folosite pe scara larga pentru stabilizarea pantelor din sol sau roca. Ele constituie solutii econo­mice si o buna alternativa la zidurile rigide din beton sau cu structuri masive de suport.

Pe langa plasele conventionale din sarma, pe piata sunt disponibile si plase din otel de inalta rezistenta. Acestea din urma pot absorbi forte substantial mai mari, care sunt transferate ulterior ancorajelor. Pentru dimensionarea sistemelor flexibile de stabilizare au fost dezvoltate concepte speciale care sa permita utilizarea lor pe pante abrupte, in soluri mai mult sau mai putin omogene sau cu roca fracturata.

Stabilizarile implementate in sol si roca, urmate sau nu de o revegetare, confirma faptul ca aceste masuri sunt adecvate in practica. O asemenea revegetare completa este facilitata de structura deschisa a plaselor.

Plasele din sarma folosite la stabilizare au, in majoritatea cazurilor, rezistenta de rupere la tractiune a firului de sarma de aprox. 500 N/mm2. Daca se doreste o distanta economica intre ancoraje, adesea aceasta simpla plasa nu are capacitatea de a absorbi fortele si sa le transmita catre ancore. Dezvoltarea unei plase din sarma de otel cu inalta rezistenta de rupere la tractiune a firului de sarma, de cel putin  1.770 N/mm2, ofera noi posibilitati de a stabiliza, mai eficient si mai economic, pantele. Modelele care iau in considerare statica solului si a rocii servesc la dimensionarea acestor stabilizari.

PLASE DIN OTEL DE INALTA REZISTENTA PENTRU STABILIZAREA ACTIVA A TALUZURILOR

Plasele din sarma de otel de inalta rezistenta sunt disponibile pe piata sub denumirea de TECCO®. Standard, plasa este realizata din sarma de otel cu diametrul de 3 mm si are o acoperire aluminiu-zinc impo­triva coroziunii. Forma de diamant a ochiului are dimensiunea de 83 mm – 143 mm si este realizata printr-o simpla rasucire. Plasa standard din sarma de otel TECCO® are o rezistenta de rupere la tractiune de 150 kN/m. Aceasta va­loare reprezinta rezistenta minima garantata la rupere. Structura tridimensionala ofera, pe de o parte, o transmitere optima a fortelor de la sol catre plasa si, pe de alta parte, o fixare avantajoasa pentru realizarea reve­getarii.

In comparatie cu plasele din sarma de otel tradi­tionale, disponibile pe piata, cu dimensiunea ochiului si diametrul sarmei comparabile, aceasta plasa de sarma din otel de inalta rezistenta, cu proprietatile ei specifice, are capacitatea de a absorbi si transmite forte de aproximativ trei ori mai mari. Sistemul de placa de ancorare cu forma de diamant, care se potriveste plasei TECCO®, are rolul de a fixa plasa in ancorele pentru sol sau roca. In acest mod, sistemul permite o pretensionare considerabila a plasei. Conceptul de dimensionare RUVOLUM® s-a dezvoltat special pentru dimensionarea sistemelor flexibile pentru stabilizarea taluzelor la instabi­litate superficiala.

RUVOLUM® – CONCEPTUL DE DIMENSIONARE A SISTEMELOR FLEXIBILE, PENTRU STABILIZAREA TALUZURILOR IN SOL SAU ROCA FOARTE ALTERATA

Conceptul de dimensionare RUVOLUM® a fost creat pentru dimen­sionarea sistemelor flexibile care sunt alcatuite din plasa de otel ce acopera taluzul in combinatie cu ancorajul pentru taluzuri din sol si taluzuri din roca deteriorata, fragmentata. El include investigari ale instabilitatilor locale intre tijele de ancoraj si, de asemenea, investigatii ale instabilitatilor de supra­fata paralele cu panta. In felul acesta, acceleratiile datorate cutremurului si presiunea de curgere in cazul saturarii complete pot fi luate in considerare.

Investigatii ale instabilitatii locale intre tijele de ancoraj

Investigarea instabilitatilor locale se refera la corpurile predispuse la alunecare locala intre tijele indivi­duale. Sistemul pentru stabilizarea de suprafata urmeaza sa fie dimensionat astfel incat toate corpurile predispuse la alunecare sa fie retinute, iar fortele maxime ce se dezvolta sa fie absorbite si transmise prin intermediul tijelor spre subsolul stabil.

Din figura 2 se poate observa ca fiecarei tije ii corespunde un camp cu latimea a si lungimea 2b, care trebuie asigurat impotriva instabilitatii locale. Pornind de la acest camp, corpurile predispuse sa se desprinda vor avea o lungime maxima 2b. Sectiunea pantei maxime predispuse la desprindere este substantial influentata de prezentul concept de protectie.

Plasa este pretensionata asupra suprafetei cu o forta V prin intermediul piulitei si a placii de ancoraj care apasa asupra solului. Suprafata este imediat stabilizata in jurul tijei. Modelul pentru dimensionare ia in considerare acest fapt (fig. 3). Se presupune ca in jurul tijei de ancoraj se va forma un trunchi de con datorita placii de ancoraj si a plasei iar intre doua trun­chiuri de con se formeaza un corp de forma trapezoidala care trebuie investigat. Pentru simplificare se poate aproxima forma trapezoidala ca fiind un drept­unghi cu latura a_red si cu adancimea t.

Urmatoarea relatie (1) rezulta din consideratiile de echilibru, conform mecanismului de alunecare a  doua corpuri dupa Mohr-Coulomb, aplicand un factor de siguranta g_mod. Forta maxima P urmeaza a fi determinata variind inclinarea suprafetei de alunecare – unghiul bsi grosimea stratului t, luand in considerare seismul (e_v, e_h), precum si presiunea de curgere rezultata in urma saturarii complete cu apa (F_SI, F_SII).

Urmatoarele doua verificari de sigu­ranta trebuie indeplinite, pentru a investiga instabilitatea locala intre tijele individuale:

• Testul rezistentei plasei la forta taietoare in zona  placii de ancorare, prin aplicarea fortei P;

• Testul rezistentei plasei la transmiterea fortei Z in directie paralela cu panta spre tija superioara.

Investigatii ale instabilitatilor superficiale paralele cu panta

Investigatiile instabilitatii superficiale paralele cu panta se refera la stratul de suprafata care tinde sa se desprinda de solul stabil (ca o combinatie a numeroaselor instabilitati intre tijele de ancorare).  Tija de ancoraj are scopul de a stabiliza stratul superficial instabil, ca un intreg. Astfel, un corp de forma cubica, de latime a, lungime b si grosime t, este fixat prin intermediul tijei cu o anumita siguranta.

Din consideratiile de echilibru pentru corpul de forma cubica ilustrat si tinand cont de conditia de rupere Mohr-Coulomb, in functie de parametrii geometrici si geotehnici, precum si luarea in considerare a fortei V si a factorului de corectie pentru nesiguranta modelului g_mod, se poate formula ecuatia generala pentru stabilirea fortei taietoare S. In acest fel, acce­leratiile verticale si orizontale datorate seismului (e_v, e_h), precum si presiunea rezultata in urma saturarii complete cu apa a terenului (FS) care actioneaza in plan paralel cu panta, pot fi:

Urmatoarele trei verificari de siguranta trebuie indeplinite in contextul investigarii instabilitatii superficiale in plan paralel cu panta:

• Verificarea stratului superficial la alunecare in plan paralel cu panta;

• Verificarea plasei la perforare;

• Verificarea tijei de ancorare la eforturi combinate.

BIBLIOGRAFIE

Rüegger, Flum D. [2001] „Slope stabilization with high-performance steel wire meshes in combination with nails and anchors”, Simpozion International, Ranforsarea Pamantului, IS Kyushu, Fukuoka, Japonia;

Rorem E., Flum D, [2003] “TECCO® high-tensile wire mesh & revegetation, system for slope stabilization”, Asociatia Internationala de Control al Eroziunii Solului, a 35–a con­ferinta anuala IECA, Philiadelphia, SUA;

Flum D., Rüegger. [2003] “The dimensioning of flexible surface stabilization systems made from high-tensile wire mesh in combination with nailing and anchoring in soil and rock.”, Conferinta Internationala – Ingineria Versantilor, Hong Kong.

Autor:
Daniel FLUM – Rüegger & Flum AG, Basel, Elvetia

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 107 – septembrie 2014, pag. 22