Lucrarea de fata prezinta utilizarea, cu succes, a celor doua metode pentru stabilirea solutiilor de fundare optime din punct de vedere tehnic si economic, la o constructie cu destinatia de Hotel, compusa din doua corpuri: un corp cu o suprafata construita de 560 m2, cu un regim de inaltime D + P + 8…9E si un corp cu o suprafata construita de 430 m2, cu un regim de inaltime Demisol, ambele amplasate pe un complex de argila si argila grasa, cu umflari si contractii mari.
1. Metode de investigare
Luand in considerare importanta constructiei si datele despre amplasament obtinute din prospectiunile anterioare executate in vecinatate, s-a considerat necesara, pentru determinarea caracteristicilor fizico-mecanice ale terenului de fundare, executarea unui foraj mecanic cu diametrul de 4“ pana la fundamentul zonei si a doua penetrari dinamice cu con, pana la adancimi de 14 m de la nivelul terenului.
Avand in vedere adancimea la care se preconizeaza realizarea fundarii corpurilor de constructii, s-a luat decizia de a recolta probe netulburate, la intervale mai mici decat cele standard, pentru a obtine mai multe informatii despre straturile din acest interval.
2. INTERPRETAREA REZULTATELOR
2.1. Din interpretarea rezultatelor penetrarilor dinamice si a incercarilor de laborator efectuate pe probele recoltate cu ocazia executarii prospectiunilor, se pot afirma urmatoarele:
2.1.1. In suprafata se gaseste un strat de umpluturi de pamant in grosime de 1,50 m.
2.1.2. Sub stratul de umpluturi se afla un strat de argila prafoasa cenusie, plastic vartoasa, cu pungi de nisip, pana la adancimea de 2,30 m de la nivelul terenului.
2.1.3. In continuare se gaseste un strat de argila cenusie plastic consistenta, cu caracteristici fizico-mecanice slabe, pana la adancimea de 3,00 m de la nivelul terenului. Acesta este caracterizat printr-o porozitate de 51,70%, indicele porilor are valoarea de 1,07, greutatea volumica la umiditatea naturala de 17,93 kN/m3 si in stare uscata de 13,05 kN/m3.
2.1.4. Urmeaza un strat de argila grasa cenusie plastic vartoasa. Luand in considerare valorile caracteristicilor obtinute din incercarile de laborator (porozitatea, indicele porilor si greutatea volumica in stare uscata), precum si din penetrarile dinamice (nr. de lovituri) s-a diferentiat acest strat in doua straturi, cu caracteristici fizico-mecanice mult diferite, astfel:
• De la 3,0 m pana la adancimea de 4,30 m, acest strat prezinta caracteristici fizico-mecanice slabe, respectiv printr-o POROZITATE FOARTE MARE de circa 53…55%, indicele porilor cu valoarea de 1,18, greutatea volumica la umiditate naturala de 17,5 kN/m3 si in stare uscata de 12,4 kN/m3. De asemenea, numarul de lovituri variaza in intervalul 3…7 buc.
• De la 4,30 m pana la adancimea de 5,60 m, caracteristicile fizico-mecanice se imbunatatesc semnificativ, astfel incat POROZITATEA DEVINE MAI MICA cu valori de circa 44,4%, indicele porilor ajungand la valoarea de 0,80, greutatea volumica in stare uscata la 15,0 kN/m3, iar numarul de lovituri la valori de la 9… 12 buc. Caracteristicile fizico-mecanice ale acestor straturi sunt prezentate in tabelul 1.
Valorile de calcul ale caracteristicilor fizico-mecanice ale straturilor
din amplasament
Valorile notate cu (*) s-au determinat pe baza interpretarii rezultatelor penetrarilor dinamice prin metoda Apollonia si U.S.D.M.S.M.
2.1.5. In continuare se gaseste un strat de argila prafoasa cenusie plastic vartoasa cu caracteristici fizico-mecanice bune pana la adancimea de 6,80 m de la gura forajului.
2.1.6. Sub acest strat se afla un strat de praf nisipos argilos saturat, cu caracteristici fizico-mecanice bune (determinate din penetrarile dinamice), pana la adancimea de 7,60 m de la nivelul terenului.
2.1.7. In continuare s-a interceptat un strat de nisip grosier, galben cafeniu, cu rar pietris, in stare indesata, pana la adancimea de 11,50 m de la nivelul terenului, unde s-a gasit stratul de baza, argila marnoasa cenusie, plastic vartoasa.
2.2. Apa subterana s-a interceptat la adancimea de 2,30 m si s-a stabilizat la adancimea de 1,70 m de la nivelul terenului. Din analizele efectuate de catre Laboratorul de calitatea apei din cadrul Directiei Apelor Prut Iasi pentru probe recoltate din foraj, apa subterana prezinta agresivitate sulfatica slaba asupra betoanelor care vin in contact cu aceasta.
3. CALCULUL TERENULUI DE FUNDARE
Avand in vedere caracteristicile corpurilor de constructii, proprietatile fizico-mecanice ale straturilor din amplasament, precum si prevederile din STAS 3300/2-85 si din normativul GP014-97, s-au calculat valorile presiunilor plastice si critice, in mai multe ipoteze. S-a estimat o cota a pardoselii demisolului de circa 1,65 m sub cota terenului actual si o inaltime a grinzilor de fundare de circa 1,50 m si a rezultat o adancime minima de fundare de la cota terenului actual de circa 3,15 m, deci in cadrul stratului de argila grasa.
3.1. In ipoteza fundarii directe in stratul de argila grasa plastic vartoasa cu porozitate foarte mare, situat la adancimi de 3,0…4,30 m de la nivelul terenului, pentru presiunile plastice si critice, s-au obtinut urmatoarele valori:
3.1.1. In cazul alcatuirii infrastructurii constructiilor dintr-o retea de grinzi de fundare din beton armat, valorile presiunilor plastice si critice, in functie de adancimea efectiva de fundare fata de nivelul pardoselii demisolului, sunt prezentate in tabelul 2.
3.1.2. In ipoteza transmiterii la teren a sarcinilor din suprastructura, prin intermediul unui radier din beton armat, valorile presiunilor plastice si critice devin: Ppi = 140 kPa; Pcr = 170 kPa.
3.2. In ipoteza fundarii directe in stratul de argila grasa plastic vartoasa, cu porozitate mica, situat la adancimi de 4,30…5,60 m de la nivelul terenului, valorile presiunilor plastice si critice variaza, in functie de modul de transmitere la teren a sarcinilor din suprastructura, astfel:
3.2.1. In ipoteza alcatuirii infrastructurii constructiilor dintr-o retea de grinzi de fundare din beton armat, valorile presiunilor plastice si critice, in functie de adancimea efectiva de fundare fata de nivelul pardoselii demisolului, sunt prezentate in tabelul 3.
3.2.2. In ipoteza transmiterii la teren a sarcinilor din suprastructura, prin intermediul unui radier din beton armat, valorile presiunilor plastice si critice devin: Ppi = 240 kPa; Pcr = 280 kPa.
3.3. In ipoteza transmiterii la teren a sarcinilor din suprastructura prin intermediul unei perne din balast de minimum 1,0 m grosime, asezata pe stratul de argila plastic vartoasa cu porozitate mica situat la adancimi de 4,30…5,60 m:
3.3.1. In cazul alcatuirii infrastructurii dintr-o retea de grinzi de fundare din beton armat rezemate pe perna de balast, valorile presiunilor sunt prezentate in tabelul 4.
3.3.2. In ipoteza transmiterii la teren a sarcinilor din suprastructura, prin intermediul unui radier din beton armat rezemat pe perna de balast, valorile presiunilor plastice si critice devin: Ppi = 300 kPa; Pcr = 400 kPa.
4. SOLUTII DE FUNDARE A CORPURILOR DE CONSTRUCTII
Avand in vedere caracteristicile straturilor din amplasament si alcatuirea constructiei din doua corpuri cu regimuri de inaltime mult diferite (un corp cu Demisol si celalalt corp cu Demisol + Parter + 8…9 Etaje), sunt necesare urmatoarele masuri:
4.1. Realizarea unui rost de tasare intre cele doua corpuri de constructie.
4.2. Referitor la fundarea constructiei, se propun mai multe solutii de fundare, astfel:
4.2.1. Fundarea directa a ambelor corpuri de constructie in stratul de argila grasa plastic vartoasa cu porozitate mica, cu proprietati de contractie – umflare, situat la adancimi de 4,30…5,60 m de la nivelul terenului, fara o imbunatatire prealabila. In acest caz sunt necesare urmatoarele masuri:
• Alcatuirea infrastructurii constructiei se va realiza din retele de grinzi de fundare din beton armat pentru corpul alcatuit din demisol si dintr-un radier din beton armat pentru corpul alcatuit din D + P + 8…9E.
• Dimensiunile in plan ale fundatiilor se vor alege astfel incat presiunile efective pe talpa fundatiei sa fie in concordanta cu valorile presiunilor plastice si critice, prezentate la punctul 3.2 din prezentul studiu, in functie de alcatuirea concreta a infrastructurii.
• Sectionarea cladirilor si fundatiilor in tronsoane de maximum 30 m, prin rosturi de tasare.
4.2.2. Transmiterea sarcinilor la teren prin realizarea unei perne din material granular de cel putin 1,0 m grosime, sub ambele corpuri de constructie.
• Grosimea efectiva a pernei de pamant imbunatatit se va determina din conditia ca presiunea efectiva la baza pernei sa fie inferioara valorii presiunii plastice, calculata conform prevederilor mentionate la pct. 3.3.2 din STAS 3300/2-85, adica pplz > sz + sgz.
• Evazarea pernei se va realiza in exteriorul ambelor corpuri de constructie cu o latime egala cu grosimea pernei.
4.2.3. Fundarea diferita pentru cele doua corpuri, astfel:
Fundarea corpului inalt pe o perna din balast si fundarea corpului alcatuit din demisol in stratul de argila grasa situat la adancimea de 3,00…4,30 m de la nivelul terenului.
In acest caz sunt necesare urmatoarele masuri:
• Pentru corpul inalt se vor respecta precizarile de la pct. 4.2.2 mentionat anterior.
• Pentru corpul cu demisol se vor respecta prevederile de la pct. 4.2.1 cu exceptia pct. 4.2.1.2 unde se vor utiliza valorile presiunilor prezentate la pct. 3.1 din prezentul studiu.
• In zona rostului dintre cele doua corpuri se recomanda urmatoarea alcatuire:
Axele stalpilor la cele doua corpuri din zona rostului se vor amplasa la distante suficiente intre ele, pentru a se crea posibilitatea de transmitere centrica a sarcinilor din suprastructura la fundatiile de rost, si a se respecta conditiile de fundare diferite pentru cele doua corpuri.
Grinzile structurii, perpendiculare pe planul de separare, se vor realiza cu console dimensionate corespunzator, pentru preluarea sarcinilor verticale din zonele dintre axele celor doua corpuri de constructie.
4.3. Prin intrarea in vigoare a eurocodurilor, este necesar a se efectua proiectarea geotehnica prin calcul, la starile limita stabilite prin pct. 6.2 din SR EN 1887-1; 2004
5. CONCLUZII
Stabilirea numarului si tipului de prospectiuni si investigatii pentru proiectarea unei constructii este o problema dificila legata de raportul dintre costul prospectiunilor si investigatiilor si valoarea constructiei respective. Este de la sine inteles ca un numar mai mare de prospectiuni asigura o cunoastere mai temeinica a terenului de fundare, ceea ce permite o proiectare mai economica a fundatiilor. In cazul prezentat, prin utilizarea celor doua metode, foraje si incercari de laborator cu frecventa marita si prin executarea a doua penetrari dinamice s-au obtinut cu un pret rezonabil informatiile necesare unei proiectari sigure si economice. Conform legislatiei tehnice in vigoare, pentru planificarea investigatiilor pe teren (tip, numar, adancime de investigare) se pot utiliza prevederile din tabelul 2.1 din SR EN 1997-2; 2007.
BIBLIOGRAFIE
1. Paunescu M., Pop V., Silion T., Geotehnica si fundatii. Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982;
2. Stanciu A., Lungu L., Fundatii, vol. 1. Editura Tehnica, Bucuresti, 2006;
3. STAS 3300/2-85: Teren de fundare. Calculul terenului de fundare in cazul fundarii directe;
4. NP112-04: Normativ pentru proiectarea structurilor de fundare directa;
5. SR EN 1997-1:2006: Standard Roman. Eurocod 7: Proiectarea geotehnica. Partea I: Reguli generale de proiectare;
6. SR EN 1997-1/NB:2007: Standard Roman. Eurocod 7: Proiectarea geotehnica. Partea I: Reguli generale de proiectare. Anexa nationala.
Autori:
ing. Roxana Chiriac, expert tehnic Petru Chiriac – SC ARHICON PROIECT SRL
ing. Petrisor Mihai – SC GEOTER SRL
…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 107 – septembrie 2014, pag. 32
Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Lasă un răspuns