SOLETANCHE BACHY FUNDATII: FREELO – Incinta circulara duala de pereti mulati pentru construirea tunelului de vant aerodinamic (II)

Beneficiar: KEI Development SA
Arhitectura: arh. Razvan Barsan / WIGWAM Design SRL
Proiectant structura de rezistenta: ROMAIR Consulting SRL, WIGWAM Design SRL
Proiectant de specialitate incinta / fundatii speciale: SBR Soletanche Bachy Fundatii SRL
Verificatori atestati: ing. Lóránd Sata (Af), ing. Dan Iancu (A1, A2)
Antreprenor General / Executant: SBR Soletanche Bachy Fundatii SRL

(Continuare din numarul 127, iulie 2016) 

MONITORIZAREA EXCAVATIEI ADANCI

Scopul monitorizarii sistemelor de sprijinire a excavatiilor este de a mentine un grad de siguranta ridicat proiectului, pe intreaga durata a lucrarilor. Starea de eforturi si deformatii a masivului de pamant si a structurii de sprijin evolueaza si impune, astfel, necesitatea unei urmariri constante raportate la nivelul maxim admis.

Rolul urmaririi comportarii in timp a structurii de sprijin este de a verifica ipotezele de calcul considerate si de a identifica diferentele dintre conditiile reale din teren si cele studiate in procesul de proiectare, in special datorita caracterului deosebit al excavatiei.

Totodata, rolul monitorizarii este de a asigura controlul executiei si de a certifica eficienta solutiei adoptate, utilizarea metodei observationale permitand ajustarea etapelor de executie in functie de conditiile de lucru, precum abateri ale pozitiei elementelor, defecte sau puneri in opera necorespunzatoare.

Fazele relevante de monitorizare a incintei respecta etapizarea tehnologica, tinand seama de modificarile conditiilor de sprijinire si de progresul lucrarilor, frecventa masuratorilor fiind corelata cu observatiile directe din amplasament si cu situatiile exceptionale ivite.

Monitorizarea inclinometrica

Monitorizarea inclinometrica de verificare a deformatiilor orizontale a fost posibila prin dispunerea a 4 (patru) sisteme, necesare pentru urmarirea deplasarilor orizontale ale peretilor mulati, cate un inclinometru fiind aferent fiecarei zone relevante din punct de vedere al comportarii generale a sistemului de sprijin (fig. 18, 19).

Pe adancimea instrumentata se prezinta deformatiile a caror valoare (pozitiva / negativa) si sens de manifestare indica valoarea, roti­rea si sensul de evolutie al vectorului deplasare cumu­lata. In acest mod se pot identifica directia si viteza de evo­lutie a deformatiilor.

Poziti­onarea inclinometrelor pe conturul incintei a fost stabilita astfel incat masu­ratorile deplasarilor orizontale obti­nute sa surprinda tendinta de deplasare a incintei, oferind, astfel, posi­­bili­tatea evaluarii comportamentului global al acesteia.

Din punct de vedere al sigurantei in exploatare, functie de valoarea deformatiilor inregistrate, in actiunea de monitorizare au fost stabilite valori de referinta pentru nivelul de atentie, de avertizare si alarmare al deplasarilor.

Diagramele prezentate releva valorile compuse ale celor doua directii de masu­rare, A0 – A180, res­pectiv B0 – B180. Comparatia dintre masuratorile obtinute pentru doua dintre inclinometrele dispuse pe peri­metrul incintei, I3 si I4, si diagramele deplasarilor orizontale obti­nute prin calcul numeric prezinta o tendinta asemanatoare a deforma­tiilor dintre valorile calculate si cele masurate.

Valorile inregistrate pentru inclinometrul I3 sunt relevante pentru studiul sectiunii peretilor mulati sprijiniti prin spraituri metalice, iar cele obtinute pentru inclinometrul I4 prezinta comparatia cu modelul axisimetric de calcul (fig. 20 a, b).

In ceea ce priveste calculul sectiunii sprijinite prin spraituri, masuratorile, din punct de vedere calitativ, releva o tendinta similara a deformatiilor, diferenta notabila constand in valorile obtinute prin calcul, estimate dublu sau triplu fata de valorile obtinute prin masuratori.

Acest aspect este deseori studiat si abordat si in cazul altor studii parametrice asupra excavatiilor adanci din Bucuresti, alegerea modelului constitutiv al pamantului si utilizarea unor parametri determinati in conditii similare celor din amplasament traducandu-se prin estimari realiste.

In cazul comparatiei pentru inclinometrul I4, desi va­lorile masurate le depasesc pe cele obtinute prin calcul, acestea se incadreaza in limita de atentie si sunt valori situate in intervalul 5-10 mm, considerate ca fiind acceptabile. Diagramele de deplasare ofera, din punct de vedere calitativ, o informatie de ansamblu a comportamentului incintei. Prin comparatie, valorile obtinute prin studiul modelului tridimensional sunt aproximativ egale cu cele obtinute prin modelul axisimetric.

O posibila explicatie pentru aceste diferente o reprezinta limi­tarile tehnologiei de construire a peretilor mulati. Pe masura ce lucrarile de excavatie in interiorul incintei avanseaza, starea de eforturi a masivului de pamant sustinut sufera modificari prin rearanjarea parti­culelor si a elementelor de beton, intrucat rosturile dintre doua panouri adiacente reprezinta zone de discontinuitate, din cauza grinzilor de rost utilizate in executie.

Prin comparatie cu modelul de calcul, unde zonele de discontinuitate nu sunt usor de modelat si mediul este considerat izotrop pe directie radiala, in realitate, aceste zone modifica schema statica a peretelui si genereaza un moment incovoietor in planul orizontal al acestuia.

Pe baza diagramelor obtinute se observa o diferenta minora a depla­sarilor, cu valori cuprinse intre 1-3 mm, intre doua masuratori succesive efectuate ulterior primei etape majore de excavatie. Aceste diagrame, impre­una cu masuratorile efectuate pentru inclinometrul I2, dispus pe zona circulara, sustin ipoteza rearanjarii elementelor sistemului de sprijinire in functie de etapa de excavatie.

Monitorizarea eforturilor prin marci tensiometrice

In cadrul programului de monito­rizare au fost prevazute marci tensiometrice, cunoscute in literatura internationala sub denumirea de “strain gauges”, senzori axiali de deformatie dispusi pe spraiturile metalice, in vederea evaluarii starii de eforturi din elementele sistemului de sprijinire (fig. 21, 22).

Instalarea si monitori­zarea marcilor tensiome­trice s-a realizat prin intermediul Soldata Romania.

Mecanismul de functionare al marcilor tensiometrice este bazat pe principiul corzii vibrante. Frecventele masurate sunt transformate in deformatii si eforturi, care pot fi apoi comparate cu eforturile calculate in faza de proiectare.

Pozitia marcilor tensiometrice a fost stabilita astfel incat influenta lungimii spraitului asupra rezultatelor sa fie minima. Spraiturile metalice instrumentate au fost consi­derate relevante pentru comportamentul structurii de sprijin, din punct de vedere al impingerilor pamantului (fig. 23).

Masuratorile marcilor tensiome­trice prezentate sunt obtinute pe baza etapelor semnificative ale procesului de executie; valorile inregistrate la momentul respectiv releva starea de eforturi ale elementului metalic cores­punzator unui moment relevant al constructiei. In acest sens, un sprait din cel de-al treilea orizont metalic, situat la cota -13.00 m (denumit S32), si doua spraituri din cadrul celui de-al patrulea orizont metalic, cota -16,50 m, S42, respectiv S44, au fost instrumentate cu marci tensiometrice (fig. 24, 25).

Rezultatele obtinute prin masuratori au fost comparate cu valorile din calcul.

Rezultatele obtinute la monitorizarea spraitului de la nivelul 3 (-13,00 m) indica o variatie a eforturilor in jurul valorii de dimensionare (valoarea maxima proiectata) cu aproximativ 10%. Desi valoarea maxi­ma proiectata este depasita cu aproximativ 10%, ea este conside­rata acceptabila, datorita coefici­entilor de siguranta aplicati pentru dimensionarea spraiturilor (fig. 26).

In ceea ce priveste elementele metalice instrumentate in cadrul celui de-al patrulea nivel, o diferenta de aproximativ 10-15% a valorilor masurate intre cele doua spraituri poate reprezenta un indicator al incarcarilor diferite transmise in zona de conectare a celor doua celule circulare si poate confirma comportamentul preconizat al incintei si tendinta globala de deformare a acesteia (fig. 27).

CONCLUZII

Proiectul FREELO este unul unic in contextul ingine­riei geotehnice din Romania si al proiectarii excavatiilor adanci, atat prin prisma limitarilor si a constrangerilor intalnite pe par­cursul desfasurarii lui, cat si din punct de vedere al abordarii unui proiect deosebit si atipic.

Desi studiul amanuntit si consultarea literaturii tehnice, precum si a specialistilor in domeniu din cadrul grupului Soletanche Bachy, au reprezentat o reala contributie asu­pra proiectului, abordarea sistema­tica si corelarea cu toate entitatile implicate in procesul de proiectare si executie se traduce intr-un impact maxim asupra succesului investitiei. Totodata, monitorizarea si investigarea geotehnica reprezinta puncte cheie ale proiectului, iar studiul rezultatelor obtinute in urma executiei reprezinta surse va­loroase de informatii pentru dezvoltari similare, aplicabilitatea excavatiilor de tip incinta circulara fiind una vasta.

Investitorii proiectului FREELO sustin dezvoltarea inovativa, iar livrarea cu succes a unui proiect emble­matic si includerea acestuia in portofoliul de lucrari al ingineriei geotehnice romanesti asigura contextul unor perspective valoroase si ambitioase.

Autori:
drd. ing. Cristian RADU,
ing. Árpád SZERZO,
ing. Cristinel BATRINU,
ing. Alexandru MAGUREANU,
ing. Jean-Michel JEANTY – SBR Soletanche Bachy Fundatii 

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 128 – august 2016, pag. 16