Consolidarea unei sectiuni de drum afectata de alunecarea unui versant

Sectiunea de drum este in profil mixt, in debleu pe partea dreapta si in rambleu pe partea stanga. Alunecarea versantului afecteaza o lungime de drum de cca. 150 m. Adancimea planului principal de alunecare se afla la cca. 5 m. Cauzele principale ale alunecarii versantului, care a antrenat si corpul drumului, sunt drenajul deficitar al apelor subterane si conditiile litologice: alternanta de pamanturi argiloase si pamanturi nisipoase, peste un fundament argilos-marnos pannonian.

Lucrarile proiectate de consolidare a sectiunii de drum au constat in: structura de sprijin din coloane de beton armat solidarizate cu radier din beton armat, pe partea de rambleu a drumului si sistem complex de drenaj al apelor subterane, format din drenuri longitudinale si transversale, pe partea de debleu.

Alunecarile de teren sunt raspandite in multe areale cu drumuri de la noi din tara. Aceste alunecari se produc, in majoritatea cazurilor, in masivele de teren stratificate [1], cauzele lor fiind datorate, in principal, conditiilor litologice si structurale [2], respectiv dispunerea spatiala a litonilor alunecatori, asociata cu apele subterane.

In prezenta lucrare se descrie un astfel de caz si se prezinta solutiile de consolidare a unei sectiuni de drum afectata de acest tip de alunecare. Pentru aducerea drumului la parametrii normali de exploatare, atat prin limitarea extinderii fenomenelor de instabilitate, cat si pentru crearea unor conditii de desfasurare fluenta a traficului in conditii de siguranta, s-au studiat diverse solutii de consolidare a terasamentului [3].

SITUATIA DRUMULUI

Intreg perimetrul analizat este afectat de o instabilitate generala (fig. 1) constand in cedari ale corpului drumului, crapaturi si tasari ale sistemului rutier.

Drumul este construit in profil mixt, cu rambleul pe partea stanga, inaltimea versantului drept, care prezinta instabilitate, este intre 30 m si 33 m fata de axul drumului, cu o panta generala de 8 grade. In rambleu, drumul are o inaltime de 1-2 m, iar in debleu are o adancime de 1-2 m.

Versantul drept este inierbat si alunecat, cu valuriri, fronturi de desprindere ale alunecarii si, pe alocuri, vegetatie ierboasa hidrofila (fig. 2).

Covorul asfaltic in aceasta zona are fagase longitudinale, faiantari si fisuri longitudinale si transversale (fig. 3). Pe partea dreapta exista un sant inierbat, prin care apa se poate infiltra in corpul drumului.

PAMANTURILE SI APA SUBTERANA

Tipurile de pamanturi

Pentru identificarea litologiei si a planelor potentiale de alunecare din zona care cuprinde sectiunea de drum [4], au fost efectuate investigatii de teren pozitionate in interiorul zonei alunecate si in zona limitrofa, nealunecata [5].

Succesiunea litologica corelata sub solul vegetal sau umpluturile antropice din zona imediat adiacenta drumului este urmatoarea:

• complexul litologic superior, in grosime de 3-5 m, este constituit din alternante de argile prafoase,
  prafuri argiloase si nisipuri argiloase, plastic vartoase, cafeniu-galbui sau cenusii. Litonii argilosi
  prezinta oglinzi de frictiune caracteristice. La partea inferioara, pamanturile din acest complex litologic sunt plastic consistente. Aceste alternante de pamanturi reprezinta materialul alunecat, iar limita dintre acest complex si urmatorul subiacent este planul principal al alunecarii;
• complexul litologic median, in grosime de 1-2 m, este format, in principal, din argile si argile prafoase, cenusii, plastic vartoase. Din punct de vedere al stabilitatii acest complex median are un caracter de teren potential instabil, care poate fi antrenat in alunecare;
• complexul litologic inferior, reprezentat prin marna si argila marnoasa pannoniana, cu un caracter de roca de baza si teren stabil.

Parametrii rezistentei la forfecare, valori caracteristice [6], pentru cele trei complexe litologice sunt cei prezentati in Tabelulul 1.

Apa subterana

Apa subterana este intalnita in terenul alunecat din complexul litologic superior, in special spre partea inferioara a acestuia si la limita cu argilele si argilele prafoase din terenul potential instabil al complexului median. Aceasta apare sub forma de infiltratii in stratele superioare si orizonturi acvifere permanente in adancime si are un caracter variabil sezonier.

ANALIZA DE STABILITATE

Analiza stabilitatii terasamentului s-a efectuat pe baza metodei echilibrului limita in modelul Bishop, folosind soft-ul GeoStudio. Pentru definirea suprafetelor potentiale de alunecare acest soft utilizeaza o retea a centrelor suprafetelor de alunecare. Rezultatele sunt prezentate sub forma unor curbe de egal factor de siguranta, F_s, fiind scos in evidenta factorul de siguranta minim, corespunzator suprafetei critice de alunecare.

Intr-o prima etapa, analiza terasamentului s-a efectuat pentru conditiile actuale ale drumului, prin care s-a verificat si modelul geotehnic propus (fig. 4). In urma rularii programului de calcul de stabilitate, in situatia actuala, in conditii statice, echilibrul terasamentului este la limita (F_s = 1,03), iar in conditiile dinamice, factorul devine subunitar (F_s = 0,79), aratand ca terasamentul este instabil. Suprafetele de cedare cele mai defavorabile se desprind de la suprafata din zona mediana a drumului. Acest fapt corespunde cu observatiile din teren.

SOLUTIA DE CONSOLIDARE A DRUMULUI

Prin analiza de stabilitate, au fost modelate diferite situatii pentru lucrarile de consolidare. Pe baza rezultatelor obtinute din analiza de stabilitate, s-a propus, pentru consolidarea terasamentului drumului, o lucrare de sprijin fundata indirect, asociata cu un sistem de drenaj al apelor subterane (fig. 5). In acest caz, factorul de siguranta este supraunitar, atat in conditii statice (F_s = 1,74), cat si in conditii dinamice (F_s = 1,27). Ceea ce se remarca din acest model este faptul ca centrii de instabilitate se deplaseaza amonte de drum, pe versantul drept (fig. 6).

Lucrarea de consolidare propriu-zisa consta in moduli ranforti fundati pe un rand prin coloane forate cu diametru de 1.080 mm, amplasati in aval, in zona de rambleu a drumului. Distanta interax dintre coloanele forate este de 2,50 m, pe directia longitudinala a drumului. Un modul ranfort are lungimea de 10 m si solidarizeaza 4 coloane armate. Lungimea coloanelor forate variaza intre 11 m si 13 m si asigura incastrarea in roca de baza a terenului stabil, pe o adancime de minimum 5,5 m. Pentru armare, coloanele au fost calculate ca element fisat rigid, avand o fisa redusa, h, egala cu 2,3.

Pentru a creste eficienta sprijinirii, a fost proiectat un sistem complex de drenaj al apei subterane, constand in drenuri longitudinale amplasate amonte drumului, in partea de debleu si drenuri transversale. Adancimea drenurilor este variabila, atingand 3,5 m.

Datorita caracteristicilor litologice ale stratelor supuse consolidarii, cat si complexitatii sistemului de drenaj proiectat, pentru consolidarea terenului este necesar un interval de timp de 6-8 luni, perioada in care terenul va suferi tasari in urma drenajului si evacuarii apelor subterane de sub corpul drumului. Dupa acest interval de timp, terasamentul se retaluzeaza iar platforma drumului se aduce la cotele din proiect, pentru finalizarea lucrarilor de consolidare de baza.

CONCLUZII

Drumul analizat si prezentat in aceasta lucrare este construit in profil mixt, cu rambleul pe partea stanga. In situatia initiala, covorul asfaltic al drumului era brazdat de fagase longitudinale si fisuri longitudinale si transversale, formand o suprafata faiantata. Santul existent al drumului era inierbat, lasand posibilitatea infiltrarii apei in corpul drumului.

Versantul drept, instabil, are o panta generala de 8 grade, si prezinta valuriri, fronturi de desprindere ale alunecarii si local vegetatie hidrofila specifica. Alunecarea versantului afecteaza drumul pe o lungime de cca. 150 m. Din punct de vedere litologic au fost identificate 3 complexe litologice; complexul superior este cel instabil, alunecat. Adancimea planului principal de alunecare este la cca. 5 m. Dintre cauzele principale ale alunecarii versantului sunt de mentionat conditiile litologice: alternanta de pamanturi argiloase si pamanturi nisipoase, peste un fundament argilos-marnos pannonian si drenajul deficitar al apelor subterane.

Pentru a obtine siguranta circulatiei pe drumul afectat de alunecare si pentru limitarea fenomenelor de instabilitate, s-au studiat diverse solutii de consolidare a sectiunii de drum. In urma analizelor de stabilitate a terasamentului si pe baza rezultatelor obtinute, s-a proiectat o lucrare de sprijin fundata indirect si un sistem de drenaj complex al apelor subterane.

Lucrarea de consolidare a fost deja executata, iar acum drumul asigura parametrii normali de exploatare.

BIBLIOGRAFIE

1. Dragan E., Dragan L., Relatii intercauzale ale alunecarilor de teren in masive stratificate, A XI-a Conferinta Nationala de Geotehnica si Fundatii, Ed. Politehnica, 579 – 587, Timisoara, 2008;
2. Dragan E., Dragan L., Structural control of the landslides in the NW Transylvania, Romania, XV Danube – European Conference on Geotechnical Engineering (DECGE 2014) H. Brandl & D. Adam (eds.), 441-446, Vienna, Austria, 2014;
3. *** Reabilitarea DN1H Zalau – Rastoci. Proiect Tehnic, 2011. Arhiva CONSITRANS;
4. *** Ghid privind evaluarea riscului producerii alunecarilor de teren in zona drumului, AND 594/ 2006;
5. *** Ghid privind identificarea si monitorizarea alunecarilor de teren si stabilirea solutiilor cadru de interventie, GT 006-1997;
6. *** Normativ privind determinarea valorilor caracteristice si de calcul ale parametrilor geotehnici, NP 122 / 2010.

(Lucrare prezentata in cadrul celei de-a XIII-a Conferinte Nationale de Geotehnica si Fundatii, Cluj-Napoca, 2016) 

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 161 – august 2019, pag. 42