Scaderea numarului de parcele foarte bine pozitionate si cu teren favorabil impune necesitatea de a lua in considerare, pentru constructii, terenuri care anterior nu erau atractive din cauza amplasamentului sau a capacitatii portante reduse. Problema fundatiilor pe terenuri neomogene reprezinta unul dintre elementele-cheie care, fara o analiza corespunzatoare, pot aduce costuri suplimentare semnificative pentru investitie. Avand in vedere densitatea tot mai mare a ocuparii terenurilor disponibile si prietenoase cu mediul, suntem tot mai des nevoiti sa construim in conditii geotehnice dificile, precum depozite post-minerit etc. Insa, cu o analiza tehnica si economica adecvata, suprafete aparent neatractive, dar mai ieftine, pot ajunge sa suscite un interes considerabil din partea investitorilor in obiective de constructii de mari dimensiuni, cum ar fi centre comerciale, centre de distributie, care, de obicei, sunt amplasate la periferia oraselor si a aglomerarilor locative. In astfel de cazuri este necesara o verificare atenta si, daca este cazul, realizarea de lucrari tehnice pentru a imbunatati parametrii pamantului, astfel incat sa se poata indeplini toate cerintele de stabilitate si deformare ale structurii constructiei.
Ce inseamna, in esenta, consolidarea pamantului? Reprezinta un set de proceduri tehnice menite sa imbunatateasca parametrii pamantului in sine (consolidare, compactare) sau proprietatile acestuia ca un compozit integral, impreuna cu elemente suplimentare, cum ar fi coloane de beton, pietris sau structuri de stabilizare mecanica (DSM).
Tehnologiile de consolidare a pamantului asigura transferul incarcarilor la terenul de fundare portant, iar implementarea este mai rapida, mai simpla si mai economica. In plus, tehnologiile de consolidare a terenului introduc o noua metoda de proiectare a fundatiilor. Diferenta consta in faptul ca aceasta solutie tine cont de capacitatea portanta a pamantului dintre coloane/piloti, care in unele cazuri speciale poate transfera pana la 40% din valoarea totala a incarcarilor de suprafata, spre deosebire de abordarea clasica a calculului pilotilor, in care incarcarile sunt 100% transferate de piloti formati in pamant. Este clar de la prima vedere ca, in anumite conditii structurale si geotehnice, aceasta poate aduce beneficii economice masurabile.
Cea mai des utilizata tehnologie de fundare, pe piata romaneasca, sunt pilotii forati cu tubaj sau pilotii CFA, pentru fundarea pardoselilor si terasamentelor rutiere folosindu-se coloane de pietris sau inlocuirea pamantului. In situatia in care nivelul apei subterane se afla sub adancimea de inlocuire estimata, costul mai mic al inlocuirii pamantului, in comparatie cu consolidarea acestuia, este probabil, dar nu poate fi garantat. Pe de alta parte, cand exista posibilitatea inlocuirii pamantului sub nivelul apei subterane, costurile cresc exponential, ceea ce ridica intrebarea daca nu este mai bine sa se ia in considerare consolidarea acestuia cu metode specializate. Pe langa costurile solutiei, este important sa se acorde atentie aspectelor tehnice pentru a asigura indeplinirea cerintelor de capacitate portanta si utilizabilitate. Atunci cand este necesara inlocuirea pamantului sub apa, trebuie luate in considerare numeroase dificultati, precum problemele legate de densitatea corespunzatoare a materialului de constructie sau necesitatea utilizarii unor metode avansate de drenare a unor suprafete mari, fapt ce afecteaza costul total al solutiei. In majoritatea cazurilor, totusi, intr-o astfel de situatie, este posibila proiectarea unei solutii mult mai eficiente, precum incluziunile rigide.
O tehnologie avansata de consolidare a terenului de fundare frecvent utilizata este cea a pilotilor de dislocuire. Coloanele de beton cu deplasare controlata sau pilotii CMC/FDC/CSC (Controlled Modulus Columns/Full Displacement Columns/Controlled Stiffness Columns) sunt o tehnologie patentata de compania Menard la inceputul anilor ’90 din secolul XX. Esenta tehnologiei pilotilor consta in crearea unui compozit din coloanele de beton si pamantul inconjurator. Pe un echipament de foraj sau pe un excavator se monteaza un burghiu special proiectat de deplasare (CMC) sau o teava de otel vibratoare (MSC). In timpul coborarii instrumentului, pamantul nu este scos la suprafata pentru a fi indepartat, ci este impins orizontal de-a lungul axei forajului. Compozitul astfel creat poate fi tratat ca o consolidare volumetrica (un numar mare de coloane intr-o retea specifica), punctuala (coloane sub piciorul fundatiei) sau liniara (coloane sub placa fundatiei). Este o tehnologie universala si economica de consolidare a pamantului care poate fi folosita in orice conditii de teren, inclusiv pe pamanturi compresibile si organice. Coloanele CMC/MSC sunt folosite pentru a creste capacitatea portanta si a reduce tasarile pamanturilor neportante sau slab portante. Acestea sunt realizate prin straturile de pamanturi slabe pana la cele portante, unde sunt ancorate. Betonarea coloanei se executa de jos in sus, ca in figura alaturata. In timpul forajului sunt inregistrati parametrii de realizare ai coloanei, ceea ce permite asigurarea continuitatii acesteia si ofera controlul constant asupra starii pamantului intr-un anumit loc. Incarcarile de la structura sunt transferate in pamant si in coloane intr-un mod flexibil, printr-un strat transmisiv sau rigid, prin intermediul fundatiei. In functie de distributia fortelor in sectiunea transversala, coloanele CMC pot fi armate, de exemplu, cu profile de otel. Aceste coloane au in general diametrul de 250 pana la 400 mm iar lungimea poate ajunge pana la 30 de metri, si sunt realizate dupa elaborarea proiectului.
Unde putem implementa cu succes aceasta solutie? Incluziunile rigide CMC/MSC sunt potrivite pentru orice tip de constructie si aproape orice conditii de teren. Le putem aplica cu succes sub fundatia unei case individuale sau a unui bloc de apartamente, sub pardoseala unei hale industriale, fundatia unui pilon de pod sau unei ferme eoliene, corpul unui dig de drum si multe alte structuri, conform urmatorului tabel.
In procesul de proiectare a pilotilor de dislocuire, exista doua aspecte principale foarte importante: cercetarea geologica detaliata, care joaca un rol crucial in toate procesele legate de proiectare si implementare in domeniul geotehnic, si informatiile despre structura. Alegerea incorecta a testelor, adancimea sau tipul lor pot genera o pierdere de cateva mii de euro, in selectarea solutiei. Utilizarea parametrilor normativi ai straturilor de pamant nu este suficienta pentru proiectarea fiabila − acest lucru poate duce la solutii supra-dimensionate si ineficiente economic. Investitia in teste CPT poate ajuta la optimizarea pilotului, coloanei sau solutiei de consolidare a terenului. Un alt aspect important este verificarea daca compozitul pamant-beton are o capacitate portanta adecvata pentru toate combinatiile de incarcari.
Rezultatul procesului de proiectare este proiectul tehnic, care cuprinde calcule statice, inclusiv capacitatea portanta a pilotilor sau coloanelor, precum si tasarea structurii. Proiectul detaliat include, de asemenea, desene cu toate informatiile necesare. Pe parcursul implementarii, managerul de proiect tine legatura constant cu proiectantul, si, datorita capacitatii de a monitoriza parametrii de foraj ai fiecarei coloane, este posibil sa se detecteze diferentele intre conditiile geotehnice reale si cele asumate in calcule. In cazul unor diferente semnificative in structura geologica, parametrii coloanelor pot fi ajustati corespunzator pe parcursul implementarii, ceea ce ajuta la garantarea unei calitati ridicate a lucrarilor de consolidare a terenului.
Exista patru motive principale pentru alegerea tehnologiei pilotilor de dislocuire:
- timp de implementare (rapida)
- cost (de regula, solutie mai economica)
- deplasari generale reduse ale structurilor
- absenta materialului sapat = mai putine lucrari de sapare
Un alt avantaj al incluziunilor rigide este lipsa armaturii, ceea ce permite implementarea mai rapida si mai ieftina, aspect deosebit de important in zilele noastre, in contextul inflatiei galopante, cand pretul otelului este de cateva ori mai mare decat acum cativa ani, „mai putin otel” potrivindu-se cu motto-ul nostru, „mai putin inseamna mai mult”. Nu dorim sa suprasolicitam resursele si sa incarcam si mai mult un mediu deja incarcat, atunci cand acest lucru nu este absolut necesar.
Piloti de dislocuire – exemple
Menard a finalizat deja mai multe proiecte pe piata romaneasca, dintre care patru proiecte de amploare folosind tehnologia coloanelor din beton CMC:
- hala de productie la Calarasi: 4.250 CMC, D=360 mm, H=13-16 m
- centrul comercial din Braila: 1.225 CMC, D=420 mm, H=4-11 m
- ferma eoliana din zona Fantanele: 10.815 CMC, D=320 mm, H<24,5 m
- ferma eoliana din zona Ovidiu: 10.605 CMC, D=320 mm, H<15 m
Gama de obiective deja implementate in Romania folosind tehnologia coloanelor CMC pentru consolidarea terenului este variata − de la centre comerciale, la hale de productie si fundatii pentru turbine eoliene. Asa cum s-a mentionat anterior, aceasta tehnologie este una universala, prin selectarea dimensiunilor utilajului (ciocan hidraulic sau excavator) putandu-se adapta mai bine la conditiile fiecarui santier.
In timpul executiei pilotilor de dislocuire folosind metoda rotativa (CMC), este usor sa se schimbe tehnologia la pilotii CFA clasici, fara a fi nevoie de mobilizarea unui al doilea set de echipamente. Acest aspect este foarte practic in proiecte in care, de exemplu, cladirea este situata in proximitatea retelelor de utilitati subterane.
Menard Romania, cu sediul in Bucuresti, face parte din Soletanche Freyssinet, componenta a GRUPULUI global VINCI. In prezent, functioneaza ca o delegatie Menard Eastern Europe. Compania Menard are o experienta indelungata pe piata globala in imbunatatirea conditiilor terenului − de la fundatii adanci si consolidarea pamantului pana la procese de remediere a zonelor contaminate. Toate tehnologiile sunt monitorizate, imbunatatite si modernizate in mod constant pentru a asigura cea mai inalta calitate potrivita pentru fiecare tip de investitie.
MENARD Romania
Str. Banu Dumitrache nr. 30, sector 2
RO 023765, Bucuresti
+40 740 156 396
www.menard.ro
…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 208 – noiembrie 2023, pag. 42-43
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!
Lasă un răspuns