Solutii tehnice de refacere si consolidare a unei alunecari de teren pe un drum judetean

Lucrarea isi propune sa prezinte cauzele unei alunecari de teren, produse pe drumul judetean 585, la km 40+450, drum care se afla in administratia Consiliului Judetean Timis – Directia Administratiei Drumurilor si Podurilor Timis. De asemenea, sunt prezentate solutiile tehnice de consolidare si refacere a corpului drumului afectat de alunecarea de teren.

Investigatiile geotehnice au fost efectuate de Universitatea „Politehnica“ din Timisoara, Departamentul Cai de Comunicatie Terestre, Fundatii si Cadastru, in baza contractului incheiat cu societatea comerciala TRISKELE SRL din Timisoara. Investigatiile au evidentiat cauzele principale ale alunecarii si dezvoltarii, in timp, a acesteia.

Localitatea Visag, in apropierea careia s-a produs alunecarea de pe DJ 585, apartine de comuna Victor Vlad Delamarina, fiind situata in apropierea limitei dintre judetul Timis si judetul Caras-Severin. Avand in vedere cauzele alunecarii de teren, pentru consolidarea si refacerea corpului drumului s-au prevazut urmatoarele lucrari: refacerea structurii rutiere pe lungimea afectata de alunecarea de teren, executarea unui podet tubular f1.000, cu amenajarea in amonte a unei camere de cadere, realizarea a patru drenuri transversale in aval, cu camine de vizitare si ranforti cap de dren si constructia, in amonte, a unui sant trapezoidal protejat si a unui dren fund de sant cu descarcare in camera de cadere a podetului.

Sectorul de drum proiectat este situat intr-o zona geografica cu specific deluros. Caracteristicile drumului sunt adaptate acestei particularitati, acesta fiind realizat in profil transversal mixt: in dreapta drumului este debleu, iar in partea stanga, drumul este in rambleu, panta terenului na­tural fiind variabila. Atat in amonte cat si in aval, in afara amprizei drumului, terenul natural are nume­roase denivelari, din cauza aluneca­rilor care s-au produs in timp. Asemenea alunecari au afectat si umplutura din terasament de pe partea stanga a drumului.

Odata cu deplasarea masei de pamant s-a produs si cedarea terasamentului drumului, impreuna cu o parte din platforma sa, pe circa 45,00 m. Asemenea degradari ale terasamentului si ale suprastructurii drumului ingreunau foarte mult circu­latia autovehiculelor pe acest sector, mai ales in conditii de precipitatii abundente, existand riscul producerii de accidente nedorite.

Din punct de vedere geologic, dupa cum se precizeaza si in studiul geotehnic, la suprafata este o co­perta alcatuita din materiale cu gra­nulozitate fina (argile, argile prafoase, prafuri argiloase etc), care acopera depozite de marne, nisipuri si pietrisuri aflate in adancime.

Sub aspect hidrogeologic, in zona sunt prezente izvoare, unele cu regim permanent, care, local, intretin umiditatea ridicata, aproape si peste cea de saturatie a pamanturilor argiloase, fapt dovedit si de existenta, in unele locuri, a vegetatiei specifice de balta (pipirig).

CAUZELE ALUNECARII

Dupa cum se poate vedea si in figura 1, alunecarea produsa a afectat corpul drumului pe o lungime de circa 40 m, fruntea si fata de des­prindere a alunecarii profilandu-se aproximativ la jumatatea latimii partii carosabile. De asemenea, fotogra­fiile arata prezenta de material granular (balast) in zona alunecata, balast care a fost asternut in timp pentru refacerea corpului drumului si care a fost antrenat in alunecare.

O alta masura care a fost luata, cu circa un an in urma, a constat in realizarea unui sant deschis neamenajat pe partea dreapta a drumului (in sensul kilometrajului) opusa alunecarii (fig. 2).

Din cauza ca adancimea santului a fost relativ mica (sub 1,0 m), acesta a asigurat, partial, doar colectarea si evacuarea apei de suprafata, neputand face si o drenare subterana.

Obiectul investigatiilor geotehnice il constituie analizarea cauzelor alu­necarii de teren produsa si stabilirea solutiilor tehnice de stabilizare si consolidare a acesteia, respectiv de refacere a corpului drumului pe portiunea afectata.

In zona alunecarii care a afectat corpul drumului DJ 585, au fost efectuate 4 foraje geotehnice (F1…F4) si trei penetrari dinamice cu con (PDU1…PDU3), folosind penetro­metrul dinamic usor (cu sectiunea transversala a conului 10 cm, masa berbecului 10 kg, inaltimea de cadere 50 cm).

Pentru determinarea naturii si starii pamanturilor prezente in stratificatia terenului, au fost efectuate, pe probele de pamant prelevate din foraje, determinari de laborator pentru stabilirea granulozitatii, plasti­citatii si consistentei, rezultatele fiind prezentate in fisele geotehnice ale forajelor. De asemenea, a fost ana­lizata o proba de apa, prelevata din forajul F3, unde, in timpul executiei forajului, nivelul apei s-a stabilizat la adancimea de 2,10 m fata de nivelul terenului din locul de executie a forajului.

Analizand fisele geotehnice ale forajelor F1…F4, executate in apro­pierea portiunii in care alunecarea a afectat corpul drumului, se observa ca, sub aspectul naturii pamanturilor, stratificatia terenului in zona este re­lativ omogena, fiind alcatuita, pana in jurul adancimii de 6,00…7,00 m, dintr-un pachet de straturi argiloase si prafoase, pe alocuri slab nisi­poase. Diferentele intre stratificatiile aferente celor 4 foraje constau doar in succesiunea diferita si grosimea straturilor, precum si in ponderea pe care o au straturile argiloase, in raport cu cele prafoase, in stratificatia aferenta fiecarui foraj.

Sub aspectul plasticitatii, intre­gul pachet de straturi argiloase si prafoase se caracterizeaza printr-o plasticitate mijlocie spre mare (Ip = 18,3…30,3 %). Din punct de vedere al consistentei, valorile indicilor de consistenta nu reflecta, peste tot, situatia din teren, indicand o consistenta mai ridicata a pamanturilor. Acest lucru se datoreaza micsorarii umiditatii naturale a probelor din cauza caldurii, pe durata de timp scursa intre momentul prelevarii si cel al efectuarii determinarilor de laborator (cu toate masurile de protectie luate).

Sondajul de penetrare dinamica PDU3, executat langa forajul F2, si­tuat in partea dreapta a drumului (inspre amonte), indica o compresibilitate medie a pachetului argilos-prafos intre adancimile de 1,00 m si 3,80 m (modulul de deformatie liniara evaluat prin penetrare E = 68,88…83,51 daN/cm2). Sub adancimea de 3,80 m starea de consolidare a argilei si argilei prafoase prezentate in stratificatie este mai buna (E = 132,66…160,40 daN/cm2).

In schimb, sondajele de penetrare PDU1 si PDU2, executate langa forajele F3 (cota teren 192,30) si F4 (cota teren 190,50), ambele situate in partea stanga a drumului (unde s-a produs alunecarea), evidentiaza gradul de tulburare a masei alu­necate, respectiv starea precara de stabilizare si consolidare naturala a acesteia. Astfel, diagrama de penetrare aferenta sondajului PDU1 pune in evidenta o valoare relativ redusa si cu variatii foarte mari a numarului de lovituri N10, pana la adancime de circa 5,00 m, interval pe care ecartul de variatie a modulului de deformatie liniara este mare (E = 28,85…78,65 daN/cm2).

Aceeasi situatie este evidentiata si de diagrama de penetrare afe­renta sondajului PDU2, in special pana la adancimea de circa 2,50 m (E = 15,8…66,16 daN/cm2), iar in conti­nuare, pana la adancimea de 5,00 m, variatia modulului de deformatie liniara este mai mica (E = 70,58…77,32 daN/cm2). La ambele sondaje de penetrare (PDU1 si PDU2), sub adancimea de circa 5,00 m, starea de consolidare a pamantului este relativ buna (E = 129,46… 156,40 daN/cm2 la PDU1 si E = 87,26… 132,14 daN/cm2 la PDU2) cu mentiunea ca, in locul de executie a sondajului de penetrare PDU1, cota terenului este cu circa 1,80 m mai ridicata, fata de cea corespunzatoare sondajului PDU2. Diagramele de penetrare dinamica sunt prezentate in figura 4.

Se mentioneaza, de asemenea, ca in apropierea locului de executie a forajului F4 si a sondajului de pe­netrare PDU2, se gaseste un izvor partial amenajat, folosit in permanenta de locuitorii satului Visag, care au casele situate la distanta relativ redusa fata de acesta.

Analizand investigatiile geoteh­nice, se pot evidentia urmatoarele cauze principale ale alunecarii de teren:

• morfologia, respectiv microrelieful zonei arata ca aceasta este potential activa din punct de vedere al fenomenelor de instabilitate in general si al alunecarii de teren, in particular;
• natura argilos-prafoasa si prafos-argiloasa a formatiunii acoperitoare din zona faciliteaza declan­­sarea si dezvoltarea unor fenomene de instabilitate a terenului;
• cantitatea mare de apa aferenta zonei, provenita direct din precipitatii si din izvoarele existente, care se incorporeaza in masa pamanturilor argilos-prafoase si prafos-argiloase, reduce substantial valorile parametrilor rezistentei la forfecare a acestora, inrautatind conditiile de stabilitate;
• avand in vedere ca aspectele mentionate la punctele anterioare sunt caracteristice zonei expertizate, se apreciaza ca declansarea si dezvoltarea, in timp, a alunecarii are drept cauza principala actiunea defavorabila a apei, manifestata asupra pamanturilor de natura argiloasa si prafoasa prezente in litologia terenului.

SOLUTIA DE CONSOLIDARE

Prin solutia de consolidare adoptata s-a urmarit eliminarea sau diminuarea efectului principalelor cauze ale fenomenelor de instabilitate produse, vizand asigurarea stabilitatii, atat a corpului drumului cat si a terenului natural de suport al acestuia.

S-au prevazut urmatoarele lucrari:

• refacerea completa a podetului existent in zona, cu marirea adan­cimii si dimensiunilor in plan ale camerei de cadere, folosirea unui tub de scurgere cu f1.000 si realizarea unor aripi ale podetului extinse si rezistente;
• realizarea unui sant amenajat, care sa preia si sa conduca inspre vale apa evacuata de podet;
• realizarea unui sant amenajat in partea dreapta a drumului (in sensul kilometrajului), pe toata lungimea sectorului de drum reproiectat, prevazut cu dren sub el, care se descarca in camera de cadere a podetului;
• realizarea unui sant amenajat, care sa preia si sa descarce in ca­mera de cadere a podetului apa colectata de viroaga existenta in partea dreapta a drumului si orientata relativ perpendicular pe directia acestuia;
• realizarea unor drenuri orizontale inchise, amplasate in zona unde alunecarea a afectat corpul drumului, ale caror directii sunt aproximativ perpendiculare pe axa drumului, si care sunt prevazute cu cate un camin de vizitare si terminate cu ranforti cap de dren, cu rol de elemente de sprijin;
• imbunatatirea geometriei traseului in sectorul alunecarii, prin marirea razei curbei existente, obtinandu-se o deplasare a drumului spre dreapta (adica spre partea opusa alunecarii);
• realizarea, pe sectorul de drum reproiectat, a impermeabilizarii partii carosabile, prin executia unei imbra­caminti rutiere adecvate.

Podet tubular

Apele colectate in lungul santului si a drenului fund de sant dever­seaza in camera de cadere a podetului nou proiectat f1.000 la km 40+467,26, cu lungimea de 8,0 m.

Caracteristicile principale ale came­rei sunt: lungimea 3,50 m, latimea 3,00 m si adancimea 1,80 m. Elementele se realizeaza din beton simplu C16/20.

Podetul tubular se aseaza pe un radier din beton simplu C16/20 cu grosimea de 55 cm. La iesirea din podet in aval se executa doua aripi din beton armat cu inaltimea de 2,50 m, cu rol de dirijare a apelor colectate.

Alte amenajari proiectate la podet constau din realizarea unui sant protejat transversal in amonte fata de camera de cadere in lungime de 10,00 m si realizarea unui pereu, in aval, in lungime de 10,00 m, pentru evacuarea apelor colectate de podet.

Sant protejat si dren fund de sant

Drenul longitudinal care se executa sub fundul de sant are rolul de a capta apele de infiltratie din amonte. Se realizeaza pe o lungime de 97,00 m, latimea de 60 cm si o inaltime variabila (1,42…2,08 m). Declivitatea radi­erului drenului este de 6,35…10,00%.

Radierul drenului longitudinal se executa din beton simplu C16/20 cu o sectiune dreptunghiulara de 20 cm x 60 cm. Filtrul drenului se va realiza din geotextil care acopera peretii la­terali ai transeei si radierul drenului. Corpul drenului, cu latime de 60 cm, se va construi din piatra bruta.

Santul proiectat cu sectiunea trapezoidala are dimensiunile de b=0,50 m si h=0,50 m. Santul se protejeaza cu dale din beton prefa­bricate cu grosimea de 6 cm, asezate pe un pat de nisip pilonat, cu grosimea de 5 cm.

Drenuri transversale

In zona afectata de alunecare, la marginea platformei drumului, s-a prevazut executarea a 4 drenuri transversale D3, D4, D5 si D6’ cu lungime variabila cuprinsa intre 20,5.. .25,0 m.

Radierele drenurilor se realizea­za din beton simplu C16/20 cu grosimea de 30 cm. Din cauza dife­rentelor de nivel mai mari ale terenului, unele dintre radierele drenurilor transversale se vor executa in trepte cu lungimea de 1,0 m si inaltimea de 25 m. Rigola drenului (f=10 cm) se acopera cu un capac perforat (semitub cu f=20 cm). Latimea drenului este de 1,00 m. Inaltimea drenurilor transversale este variabila si cuprin­sa intre 1,75 m … 3,43 m.

Pe lungimea corespunzatoare taluzurilor, drenurile transversale se inchid cu un pereu din piatra bruta, rostuit cu mortar de ciment pe o fundatie din beton. Fiecare dren este prevazut cu un camin de vizitare iar la iesire, cu un ranfort cap de dren.

Cele patru camine de vizitare, CV3, CV4, CVS si CV6’ sunt amplasate la 7,50 m … 8,00 m fata de axa drumului proiectata. Cami­nele de vizitare se vor executa din tuburi din beton cu cep si buza, cu diametrul f1.000 mm pe un radier din beton simplu C16/20, cu grosi­mea medie de 40 cm. Caminele de vizitare sunt prevazute cu scari prefabricate din OB 37 si acoperite cu un capac din beton armat C20/25. Adancimea caminelor de vizitare este variabila, cuprinsa intre 2,00 m … 3,20 m.

La capetele drenurilor transversale s-au prevazut ranforti cap de dren din beton simplu C16/20. Ranfortii cap de dren au o fundatie in trepte cu latimea totala de 2,50 m si inaltimea de 1,50 m. Elevatia ranfortilor cap de dren are inaltimea de 1,50 m si latimea, la partea superioara, de 50 cm, iar la nivelul rostului elevatie fundatie, de 1,00 m. Grosimea peretilor elevatiei este de 40 cm pentru peretii laterali si de 50 cm pentru peretele din fata drenului transversal.

Structura rutiera

Pentru refacerea si consolidarea corpului drumului afectat de alune­carea de teren s-a proiectat urmatoarea structura rutiera:

• 6,0 cm beton asfaltic;
• 15,0 cm piatra sparta impanata;
• 30,0 cm balast.

CONCLUZII

Analiza cauzelor si a solutiilor tehnice de consolidare a alunecarii prezentate confirma, inca o data, importanta si rolul hotarator pe care il are investigarea tehnico-geologica si geotehnica in solutionarea eficienta, atat tehnic cat si economic, a acestor categorii de fenomene de instabilitate specifice drumurilor.

Pe de alta parte, avand in vedere si alte lucrari similare proiectate si urmarite in exploatare de catre autori, se subliniaza si faptul ca este absolut necesara executarea integrala si fara intreruperi de durata, a tuturor lucrarilor prevazute in proiectul consolidarii unei alunecari de teren.

BIBLIOGARFIE

1. Costescu, C., Voicu, Cristina, Ciopec, Alexandra – Causes and Solution for the Consolidation of a Landslide Produced on the Country Road 605, Buletinul Stiintific al Universitatii „Politehnica“ din Timisoara, seria Constructii-
   Arhitectura, Tom 49(63), Fascicola l, pag. 19-26, Editura Politehnica, Timisoara, 2004;
2. Haida, V., Marin, M., Mirea, Monica – Mecanica pamanturilor, Editura Orizonturi Universitare, Timisoara, 2004;
3. Costescu, C., Ciopec, Alexandra – Considerations on the Consolidation of the Road Pavement on DJ 665, Buletinul Stiintific al Universitatii „Politehnica“ din Timi­soara, seria Constructii-Arhitectura, Tom 53(67), Fascicola l, pag. 11-14, Editura Politehnica, Timisoara, 2006;
4. SC TRISKELE SRL Timisoara – Proiect Tehnic „Refacere si conso­lidare corp drum pe DJ 585, km 40+450, la Visag“, Timisoara, 2010.

Autori:
ing. Alin Buzuriu – SC TRISKELE SRL Timisoara
s. l. dr. ing. Ciprian Costescu – Universitatea „Politehnica“ din Timisoara, Facultatea de Constructii, Departamentul de Cai de Comunicatii Terestre, Fundatii si Cadastru

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 108 – octombrie 2014, pag. 62