Sisteme speciale de fundare folosite la realizarea instalatiilor de iluminat nocturn pentru unele stadioane din Romania

Va prezentam solutiile de fundare pentru instalatiile de iluminat nocturn de la stadioanele de fotbal din Vaslui si Galati. In functie de conditiile geotehnice din fiecare amplasament, s-au folosit sisteme de fundare indirecta sau fundatii pe piloti executati la fata locului. Solutia de fundare aleasa consta in realizarea unor piloti sau micropiloti sub talpa fundatiei. Stabilirea numarului de minipiloti, precum si dispunerea lor in plan, constituie obiectul prezentei lucrari. S-a ales acest tip de fundare avand in vedere si solicitarile importante de smulgere care apar la nivelul talpii de fundatie. 

Proiectul de fata a avut ca obiectiv imbu­natatirea dotarilor Stadionului Muni­cipal Vaslui, in vederea incadrarii sale in conditiile cerute de normele actuale. Concret, s-a avut in vedere realizarea fundatiilor pentru stalpii de iluminat nocturn ai stadionului. Proiectantul general al investitiei a fost firma SC Luxten Lighting Company SA, proiectant de specialitate pentru infrastructura fiind firma SC Planar Serv SRL, Timisoara.

Tema de proiectare a constat, in principal, din date privind incarcarile normate (permanente si din vant) care ajung la fundatii prin intermediul pilonilor ce sustin seturile de reflectoare. Aceste date, impreuna cu pozitia in plan a axelor pilonilor si cotele superioare ale fundatiilor, au fost furnizate de SC Luxten Lighting Company.

Pilonii iluminatului nocturn s-au amplasat in cele patru colturi ale in­cintei stadionului, in afara perimetrului celor doua tribune si peluze. Axele principale ale fundatiilor pilonilor se afla pe dreptele care unesc pozitiile in plan ale centrelor pilonilor cu centrul terenului de fotbal.

DESCRIEREA OBIECTIVULUI

Terenul de fundare

Pentru alegerea amplasamentului s-au folosit date existente din analize anterioare. Amplasamentul selectat este localizat in zona centrala a orasului. Probele de pamant au fost prelevate de la o adancime de 2 m, din amplasamentul F1 (fig. 1).

In conformitate cu Studiul geoteh­nic efectuat pe amplasamentul fiecarei fundatii, s-a identificat urmatoarea stratificatie a terenului:

• 0,00 – 3,00 umplutura nisipoasa neomogena;
• 3,00-4,30 argila cenusie, negricioasa, plastic moale;
• 4,30 – 8,30 nisip galbui, mijlociu, inundat, plastic curgator;
• 8,30 – 10,0 marna cenusie, compacta, incompresibila, cherosiana.

Avand in vedere natura terenului de fundare s-a recomandat incastrarea fundatiei in stratul alcatuit din marna cenusie micacee, pentru pilonii F3 si F4 si argila galbuie compacta, pentru pilonii F1 si F2.

Deoarece aceste straturi se situeaza la adancimi mari (8 m) se impune adoptarea unei solutii de fundare indirecta prin intermediul unei grupe de 40 micropiloti forati pentru fiecare stalp in parte, cu lungimea de 15 m.

Fundatiile

Proiectarea fundatiilor s-a facut tinand seama de caracteristicite terenului de fundare, asa cum au fost prezentate mai sus si in cadrul studiului geotehnic, si de incarcarile normate la baza stalpului.

Inainte de a face dimensionarea fundatiei, incarcarile normate au fost transformate in incarcari de calcul, conform prevederilor punctelor din STAS 10101/20-90, coeficientii par­tiali de siguranta rezultand in temeiul urmatoarelor date:

• zona pentru incarcarea din vant; v = 20 m/s;
• starea limita ultima de rezistenta si stabilitate sub actiunea gruparilor fundamentale;
• constructii sensibile la actiunea vantului;
• clasa de importanta I a constructiei.

S-a ales aceasta clasa de importanta avand in vedere ca avarierea instalatiei de nocturna, din cauza proximitatii acesteia cu stadionul, poate duce chiar la pierderi de vieti omenesti si la crearea de panica printre spectatori.

Deoarece Ia toate fundatiile apar eforturi de intindere, verificarea conditiei de smulgere a pilotilor a fost hotaratoare in dimensionarea numarului acestora.

Micropilotii au fost dimensionati astfel incat sa asigure preluarea eforturilor de smulgere datorate momentului incovoietor indus de actiunea vantului asupra pilonilor si a panoului de reflectoare.

Fundatia a fost armata cu bare din otel beton PC52. Otelul PC52 s-a folosit Ia preluarea eforturilor date de momentul de incovoiere indus de actiunea vantului asupra pilonului metalic si a reflectoarelor.

Calculele au fost efectuate conform normativelor in vigoare.

Peretii de la groapa fundatiei au fost sprijiniti in vederea prevenirii pierderii stabilitatii masivului de pamant.

BREVIAR DE CALCUL MINIPILOTI f153 mm

Solicitari normate:

Permanente

N = 156 kN

M = 2.800 kNm

T = 76,5 kN

Observatie: S-a notat cu 1 axa de solicitari maxime a fundatiei (axa care leaga centrul acesteia cu centrul terenului de fotbal) si cu 2 axa perpendiculara pe aceasta si tre­cand prin centrul fundatiei.

Solicitari de calcul:

Ca urmare, rezulta solicitarile de calcul, care sunt:

N = 15,6 × 1,1 = 171 kN

M = 280,0 × 2 × 1,3 = 7.280 kNm

T = 7,65 × 2 × 1,3 = 199 kN

Calculul minipilotilor – Capacitatea portanta:

R = k(m3 × pv × A + U × S(m4 × f × 1))

unde:

K = 0,7

m3 = 0,8

m4 = 0,6

pv = 1.350 kN/m2

f = 40 kN/m2 pentru nisipuri

f = 65 kN/m2 pentru argile si marna

A = 0,018 m2 aria unui minipilot

U = 0,48 m perimetrul minipilotului

Pe baza datelor de mai sus, rezulta o capacitate portanta: R = 151,2 kN

Calculul grupei de minipiloti:

S = [(N + G)/n] +

+ (M + T × 2,2) × x/S(xi2)

Cu datele aratate mai sus si cu modul de dispunere al minipilotilor din plansele de executie rezulta:

Smax = 93,65 kN

Smin = – 78,65 kN

Rezistenta la smulgere a unui minipilot cu fisa de 15 m va fi:

Rsml = k × m3 × U × S(f × 1)

Rsml = 82,55 kN

Smin = -78,65 < Rsml = 82,55 kN

Pentru o fundatie sunt necesari un numar de 40 micropiloti, dispusi conform schitei din figura 3.

TEHNOLOGIA DE EXECUTIE

Tehnologia de executie a constat in efectuarea de sapatura mecanica, cu excavatorul, pana la talpa funda­tiilor, amplasata la cota -1,00 m. De la aceasta cota s-au realizat micro­pilotii cu instalatie de forat cu tubaj recuperabil pana la cota -15,00 m. Micropilotii au lungimea de 15,0 m, diametrul de 156 mm si au fost armati cu 4 f16 din PC52. Dupa realizarea micropilotilor s-a trecut la armarea, cofrarea si turnarea betonului din blocul de fundatie. Sub fiecare fundatie s-au realizat un numar de 40 micropiloti incastrati in blocul de fundatie cu dimensiunile in plan de 7,0 m x 5,2 m si inaltimea de 1,0 m. Pilonii se vor aseza pe un cuzinet cu dimensiunile in plan de 2,8 m x 2,8 m si inaltimea de 1,5 m.

In figurile 6 – 8 sunt prezentate momente din timpul executiei.

CONCLUZII

Solutia de fundare indirecta, prin intermediul minipilotilor, a fost cea mai potrivita din punct de vedere al posibilitatilor tehnologice de executie, determinate si de accesul dificil la amplasamentul fiecarui pilon de iluminat nocturn. In timp, instalatia de iluminat nocturn s-a comportat foarte bine din punct de vedere al rezistentei si stabilitatii, lucrarea fiind realizata in anul 2008.

BIBLIOGRAFIE

1. Manoliu I. Fundatii si procedee de fundare, Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti, 1983;
2. Paunescu M., StefAnicA MAria, Marin M., Solutii de fundare pentru stalpi cu solicitari complexe, Editura Marineasa, Timisoara, 2005;
3. GE – 029-97 – Ghid practic pri­vind tehnologia de executie a pilo­tilor pentru fundatii;
4. Dianu V., Gheorghiu V. Fundatii de adancime, Editura Tehnica, 1997;
5. Tuns Ioan, Calculul si alcatuirea fundatiilor pe piloti, Editura Matrix Rom 2007;
6. StAnciu Anghel, Lungu Irina, Fundatii, Editura Tehnica 2006.

Autori:
ing. Victor Bejenariu,
prof. univ. dr. ing. Marin Marin – Universitatea Politehnica Timisoara, Facultatea de Constructii, Departamentul Cai de Comunicatii Terestre, Fundatii si Cadastru 

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 117 – august 2015, pag. 36