«

»

Solutie pentru consolidarea terenului de fundare la unele celule de insilozare

Share

La un siloz de cereale, alcatuit din 10 celule metalice dispuse pe doua randuri avand fiecare 3.000 t capacitate de depozitare si diametrul de 16 m, dupa o perioada de exploatare de cca. 5 ani au fost ob­servate tasari si inclinari ale fundatiilor care au condus la inclinarea celulelor spre zona centrala, unele de­pasind limita admisa. S-a hotarat ca silozul sa fie pus in siguranta, ceea ce a necesitat lucrari de consolidare a terenului si de verticalizare a celulelor.

 

Studiul geotehnic efectuat in amplasament a pus in evi­denta existenta, pe primii metri, a unui strat alcatuit din pamanturi coezive reprezentate de argile prafoase si argile nisipoase urmate de un strat de nisip prafos. La adancimea de cca. 7,00 m, pe cca. 4,00 m terenul este relativ indesat.

In solutia finala adoptata au fost mentinute radierele cu inclinarea existenta, intrucat aceasta nu afecta exploatarea. Pentru consolidare s-au folosit injectiile solide. Acestea au pre­supus introducerea, sub presiune, in gauri forate, intr-o ordine prestabili­ta, a unui mortar cu compozitie speciala. Distributia injectarilor solide si numarul acestora a tinut seama de modul de transmitere la teren prin radi­er a solicitarilor la incarcarea alternanta a celulelor.

Verticalizarea celulelor a presupus desfacerea tuturor legaturilor existente, ridicarea lor cu 5-15 cm, dupa care a fost refacut sistemul de prindere si etansare.

Urmarirea in timp a lucrarilor a aratat ca tasarile care s-au produs ulterior au fost reduse, ceea ce confirma eficienta solutiei adoptate.

 

ALCATUIREA SILOZULUI

Cele 10 celule ale silozului, pe doua siruri paralele, sunt asezate pe un radier din beton armat cu canal tehnologic la mijloc. Structura din beton este continua. Diametrul celulei este de 16,0 m iar inaltimea partii cilindrice de cca. 18,0 m (fig. 2). Celulele sunt alcatuite din tabla ondulata, rigidizate la intervale de 0,94 m cu montanti. Acestia au la baza o placa metalica 250 mm x 250 mm x 25 mm fixata de radier cu buloane.

Radierul consta dintr-o placa groasa de 30 cm, cu o ingrosare pe contur sub forma unei grinzi de 0,95 m inaltime. In zona centrala este prevazut un canal tehnologic cu inaltimea totala de cca. 2,0 m si latimea de 2,40 m.

 

CONDITII DE TEREN

Studiul geotehnic efectuat a pus in evidenta existenta pe primii metri a unui strat alcatuit din pa­manturi coezive reprezentate de argile prafoase la argile nisipoase, urmate de un strat de nisip prafos.

La adancimea de cca. 7,0 m, pe cca. 4,0 m, terenul este relativ indesat. Sub acest strat, terenul are un indice de consistenta de min. 0,5 (fig. 3).

 

INCLINAREA CELULELOR

In zona dintre celulele de insilozare solicitarea este dubla fata de cea din zona marginala, opusa acesteia. Prezenta la partea superioara a terenului de fundare a unui strat loessoid a condus la tasari generate de umezirea acestuia sub actiunea apelor pluviale cazute pe platforma silozului.

Urmarirea in timp a celulelor de insilozare, facuta de Societatea GEO – Danemarca, a aratat, incepand din anul 2011, urmatoarele:

  • in jurul celulelor s-au dezvoltat crapaturi si deplasari ale platformei betonate (fig. 4);
  • tasarile celulelor au fost de pana la 211 mm si o tasare diferentiala de 120 mm (fig. 5);
  • deformatiile erau nestabilizate, ceea ce facea posibila cresterea tasarilor si in perioada urmatoare;
  • inclinarea radierului celulelor a fost cuprinsa intre 23 mm si 116 mm, ceea ce a condus la o inclinare a celulelor metalice de pana la 1:130 depasind cu mult valoarea admisibila de 1:1.000 (fig. 6).

 

SOLUTIILE PENTRU VERTICALIZAREA CELULELOR

Pentru ca silozul sa functioneze in conditii de siguranta a fost necesara aducerea in pozitie verticala a celulelor metalice de insilozare. In acest scop a fost aplicata urmatoarea tehnologie:

  • se decupleaza transportorul superior de pe celula;
  • se demonteaza prinderea in radierul de beton a montantilor;
  • se demonteaza stalpii si tablele, pentru crearea accesului utilajului de foraj si injectare;
  • se monteaza sistemul de ridicare;
  • se ridica celula pana la pozitia orizontala (min. 5,5 cm);
  • se monteaza sub fiecare montant, dupa verificarea acestora, cate un distantier metalic rigid, care trebuie sa asigure contactul ferm cu radierul si cu placa de baza a montantului;
  • se prelungesc ancorajele existente pentru montanti;
  • se curata suprafata radierului, se armeaza, se cofreaza si se toarna betonul la partea inferioara a peretilor celulei;
  • se elibereaza sistemul de ridicare si se trece la celula adiacenta;
  • se repozitioneaza transportoarele superioare.

 

SOLUTIA APLICATA PENTRU CONSOLIDAREA TERENULUI

Avand in vedere faptul ca solicitarile in pamantul de fundare sunt aproape duble in zona centrala fata de cea marginala, a fost prevazut ca imbunatatirea sa fie facuta diferentiat. In acest mod va fi obtinuta o tasare relativ uniforma a terenului intrucat aceasta depinde de solicitarea verticala.

Solutia adoptata, rezultata pe baza unui calcul tehnico-economic, a fost aceea a injectarilor solide. Lungimea acestora, stabilita pe baza analizei conditiilor de teren, a fost de 8,0 m fata de nivelul radierului celulelor (fig. 7).

Se mentioneaza necesitatea crearii in peretele celulelor a spatiului pentru accesul utilajului de fo­rat si injectat, avand inaltimea de 2,4 m si latimea de 2,0 m.

 

Principiul aplicarii metodei de consolidare a terenului prin injectari solide

Injectarea solida este un procedeu care permite densificarea pamantului din amplasament la diferite adancimi, prin injectarea, intr-un foraj tubat, a mortarului sub presiune mare. Pasii de executie au inaltimea de cca. 0,5 m.

Plecand de la fiecare punct de injectie, volumul de mortar creste mai mult sau mai putin regulat, comprimand pamantul pe periferia sa prin injectare. Rezultatul este acela al unei cresteri sensibile a densitatii relative a pamantului care depinde de natura acestuia, precum si de caroiajul adoptat.

Acest procedeu permite sa fie tratate pamanturi foarte variabile, mai putin compacte (fig. 8). Tratamentul este aplicabil de la 2-3 m la cateva zeci de metri adancime.

Se poate lucra de la supra­fata sau sub o inaltime redusa. De asemenea, pot fi traversate zone dure pentru a trata orizonturile slabe din adancime. Compactarea prin injectari solide nu este limitata decat de posibilitatea realiza­rii unor foraje cu diametrul de 100-120 mm.

 

Executia injectiilor solide

Forarea a putut incepe dupa perforarea radierului cu un carotier avand diametrul 100 mm. Forajele au fost executate sub protectia unui fluid de foraj, suspensie de ciment in apa (gsuspensie = 12 kN/m3) si au avut diametrul de cca. 10 cm.

S-a forat de la cota radierului pana la adancimea de cca. 8,5 m. Abaterea admisibila a axei coloanei de la inclinarea proiectata a fost stabilita la ±2 % (fig. 9).

Dupa atingerea cotei impuse in proiect a fost inceputa injectarea cu mortar pe baza de ciment. Cantitatea de mortar injectat s-a stabilit la o valoare de min. 100 litri/m, corespunzatoare obtinerii unui diametru mediu echivalent de cca. 35 cm si a fost realizata cvasicontinuu, in pasi de maximum 50 cm.

Presiunea de injectare a fost cuprinsa intre 0 si 40 bari. In cazul ridicarii radierului cu mai mult de 0,5 cm a fost limitata presiunea, astfel incat la tronsoanele superioare sa nu se depaseasca semni­ficativ cantitatea de 100 litri; daca s-ar fi observat ridicari ale radierului mai mari de 1 cm, se micsora presiunea sub 5 bari sau se injecta o cantitate mai mica de 50 litri/m.

 

Materialul de injectare

Pentru injectare a fost folosit un mortar vartos, pompabil, care sa nu poata patrunde in porii paman­tului, dar care sa-l poata indesa pe acesta din urma prin presiunea statica aplicata. In acest scop, a fost adoptata o compozitie granulometrica. Elementul constitutiv principal este nisipul, la care se adauga urmatoarele parti fine: ciment, bentonita, cenusa de termocentrala etc. Vo­lumul de apa este de cca. 270 l/mc, iar raportul apa/ciment = 1,95, pentru a obtine un material care se poate malaxa, fara a fi prea vartos. Tasarea pe con a mortarului a fost de max. 10 cm, iar rezis­tenta la compresiune de min. 10 N/mm2 (fig. 10).

 

ASIGURAREA ETANSEITATII DINTRE CELULA SI RADIER

Prin verticalizarea celulelor, concomitent cu mentinerea pe pozitia initiala a radierului, s-a creat o distanta variabila intre baza structurii metalice a celulei si radier, de pana la 0,25 m. Pentru asigurarea contactului intre baza celulei si radier, acesta din urma a fost completat cu beton armat turnat sub forma de inel. Aceasta completare cu beton a inglobat distantierii metalicii rigizi, ce au avut rol de suporti temporari pentru montanti pe perioada armarii si betonarii inelului. Pentru prindere in ra­dierul existent, buloanele existente de fixare s-au prelungit printr-o conexiune mecanica.

 

SISTEMATIZAREA GENERALA A ZONEI CELULELOR

Prin sistematizare, apele pluviale care ajung pe amplasament sunt colectate si dirijate in exterior in sistemul existent de drenaj.

Spatiul dintre sirurile de celule a fost reamenajat prin suprabetonare, astfel incat sa nu se formeze denivelari ce retin apele. In prealabil s-au indepartat zonele degradate si s-au facut completarile necesare.

Prin etansarea de suprafata se elimina posibilitatea infiltrarii apelor in teren.

Lucrarile de sistematizare au fost executate dupa finalizarea celor de injectare solida.

 

MASURATORI PRIVIND TASAREA CELULELOR

Pentru ca exploatarea silozului sa fie facuta in siguranta a fost necesar sa fie instituit un „Program de urmarire in timp a lucrarii”.

Se va masura tasarea generala si cea diferentiata a radierelor, pre­cum si inclinarea celulelor. In acest sens a fost efectuata urmarirea in timp a celulelor de insilozare. In perioada de cca. 6 luni care a trecut de la executie au fost incarcate si descarcate aleator de cca. 10 ori toate celulele, astfel ca presiunile sub fundatie au variat de cateva ori de la maximum la minimum.

Tasarea medie maxima inregistrata a fost de 3,3 cm, iar cea diferentiata a condus la o inclinare maxima a radierului de 1/200. Aceste valori, masurate in timp, arata o buna comportare a terenului de sub celule, supus unor presiuni variabile care au valoarea maxima de 250 kPa (fig. 11).

 

CONCLUZII

Consolidarea pamanturilor cu injectii solide este o tehnologie noua, care prezinta, in anumite cazuri, avantaje care in final se reflecta in costul operatiunii.

Avantajele provin, in principal, din urmatoare­le:

  • in functie de situatia reala solutia poate fi optimizata, variind lungimea, presiunea de injectare, modul de dispunere etc.;
  • tehnologia de lucru permite executia inclinata a injectiilor solide;
  • solutia permite ca, prin variatia presiunii de injectare, sa se obtina ridicari controlate ale terenului de fundare si implicit, redresarea unor constructii;
  • tehnologic sunt necesare utilaje de mici dimensiuni, astfel ca pot fi tratate zonele in care gabaritul de acces este redus.

Aplicarea acestei solutii pentru consolidarea terenului loessoid pe care sunt fundate o serie de celule de insilozare s-a dovedit a fi eficienta, fapt pus in evidenta atat de executia propriu-zisa, cat si de masuratorile ulterioare privind comportarea in timp a lucrarii.

 

BIBLIOGRAFIE

  1. SR EN 1997-1:2006 Proiectarea geotehnica – Partea 1: Reguli generale;
  2. SR EN 12715: 2002 Executia lucrarilor geotehnice speciale. Injectarea terenurilor;
  3. SC JD Agro Cocora SRL, Documentatie silozuri, 2015.

Autori:
prof. dr. ing. Romeo Ciortan – membru corespondent al Academiei de Stiinte Tehnice din Romania
prof. dr. ing. Sanda Manea – Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti, Departamentul de Geotehnica si Fundatii
ing. Laurentiu Flororiu,
ing. Lucian Aliciuc – SC Keller Geotehnica SRL 

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 160 – iulie 2019, pag. 44

 



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!
Share

Permanent link to this article: https://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2019/07/01/solutie-pentru-consolidarea-terenului-de-fundare-la-unele-celule-de-insilozare/

Faci un comentariu sau dai un răspuns?

Adresa de email nu va fi publicata.