Evolutie si perspective in reglementarile tehnice din Ingineria Geotehnica

Istoric

Prof. Loretta BATALI, presedinte SRGF

Sistemul romanesc de prescriptii din domeniul Ingineriei Geotehnice a inceput sa fie dezvoltat in anii 1950, cand au aparut primele standarde, urmate de normative, ghiduri sau instructiuni la nivel national sau departamental (Iacint MANOLIU − Armonizarea cu Eurocodul 7 a sistemului romanesc de prescriptii din domeniul Ingineriei Geotehnice, Revista Romana de Geotehnica si Fundatii nr. 2/2017).

Cel mai cunoscut, dar si cel mai important standard de proiectare geotehnica, STAS 3300, a avut o prima versiune in anul 1969, prin care s-a introdus calculul la stari limita. Acesta a fost aplicat voluntar din 1962 de catre un grup de companii de proiectare, pentru a se verifica aplicabilitatea sa, apoi, in 1969, a fost adoptat si, ulterior, a fost revizuit de mai multe ori pana la ultima sa versiune cunoscuta, STAS 3300-85 – Calculul terenului de fundare. Principii generale.

Acest element de modernitate a facut ulterior ca principiile de baza ale Eurocodurilor, respectiv ale Eurocodului 7, sa fie rapid adoptate de proiectantii din Romania, care aplicau deja conceptul starilor limita de peste 30 de ani, fata de proiectantii din alte tari, pentru care a reprezentat o noutate absoluta. Astfel, in 1993, profesorii Anatolie MARCU si Iacint MANOLIU de la UTCB au publicat articolul 25 years of utilisation of the limit state concept in the Romanian Code for geotechnical design la simpozionul LIMIT STATE DESIGN IN GEOTECHNICAL ENGINEERING de la Copenhaga.

Pe langa standardul STAS 3300, au mai existat STAS-urile din seria 2561 referitoare la piloti.

Sunt de remarcat si alte cateva reglementari tehnice timpurii care au reprezentat un adevarat progres la acel moment si care s-au bazat pe cercetarile romanesti:

• Normativ pentru proiectarea, executarea si exploatarea constructiilor fundate pe pamanturi sensibile la umezire C7-73
• Instructiuni tehnice pentru proiectarea si executarea constructiilor fundate pe pamanturi cu umflari si contractii mari P7 – 79
• Normativ privind proiectarea si executarea constructiilor fundate pe terenuri slabe P7-77
• Normativ privind consolidarea terenurilor de fundare slabe prin procedee mecanice C29-77

Dupa 1990, cadrul de elaborare a reglementarilor tehnice in constructii, si implicit in Ingineria Geotehnica, a inceput sa capete substanta: in 1990 a aparut Comisia Nationala pentru Standarde, Metrologie si Calitate, urmata in 1992 de Institutul Roman de Standardizare, iar din 1998 de Asociatia de Standardizare din Romania – ASRO (MANOLIU, 2017).

Modificarea majora de dupa 1990 a vizat aplicarea voluntara a standardelor, citarea lor intr-un normativ facandu-le obligatorii.

Reglementarile tehnice din domeniul Ingineriei Geotehnice au fost elaborate in general sub autoritatea ministerului care astazi poarta numele de Ministerul Dezvoltarii, Lucrarilor Publice si Admnistratiei, in cadrul caruia s-a infiintat, din 2001, comitetul tehnic de profil (initial numit Inginerie geotehnica, fundatii si alunecari de teren).

Ca rezultat al acestei activitati care dateaza azi de peste 50 de ani, exista o mostenire consistenta de prescriptii si reglementari in domeniul Ingineriei Geotehnice.

Un audit din anul 2003, efectuat sub coordonarea Centrului de Inginerie Geotehnica din UTCB, a evidentiat existenta in domeniu a 161 de reglementari, dintre care 63 de standarde si 98 de norme (57 cu caracter national, 41 cu caracter departamental) (MANOLIU, 2017).

Primele standarde de proiectare geotehnica aparute inca din anii 1950 au fost in intregime bazate pe conceptul rezistentelor admisibile, de ex. tabele cu presiuni admisibile pentru fundatiile de suprafata. Pentru fundatiile de suprafata se cereau calcule de tasare doar pentru pamanturi foarte compresibile, pamanturi sensibile la umezire etc. MANOLIU si MARCU (1993) mentioneaza faptul ca observatiile facute pe constructiile cu 6 – 10 etaje din centrul Bucurestiului, ridicate in anii 1930 – 1940, au aratat ca presiunile efective la baza fundatiilor depaseau cu mult (cu pana la 50%) valorile admisibile din tabele. In schimb, nu au fost puse in evidenta degradari datorate tasarilor. Ca urmare, in anii 1960 au fost monitorizate multe constructii (LEHR, 1965) si, cu exceptia catorva cazuri de instabilitati de teren, pentru restul nu s-au constatat stari limita ultime produse in teren, ci doar stari limita datorate tasarilor excesive. Pe baza acestor observatii a fost posibila stabilirea de valori acceptabile ale tasarilor constructiilor si au putut fi realizate studii privind variabilitatea proprietatilor geotehnice si ale actiunilor, toate stand la baza primei versiuni a standardului de proiectare geotehnica aprobat in 1969. Au fost definite valorile de calcul ale parametrilor geotehnici pentru calcule de capacitate portanta si analize de stabilitate. Verificarea la starea limita ultima de capacitate portanta era solicitata pentru structurile amplasate pe pante si pentru cele supuse la incarcari orizontale mari. Pe baza datelor obtinute intr-un interval de timp de 35 ani (raportat de MANOLIU, MARCU, 1993) s-au marit valorile presiunilor conventionale cu 20 – 35 % pentru pamanturi coezive si cu 30 – 80 % pentru pamanturi necoezive. Pentru fundatiile de suprafata a fost data importanta majoritar criteriului de deformatii (SLS).

Prezent

Este de remarcat faptul ca sistemul de prescriptii tehnice din domeniul Ingineriei Geotehnice este in prezent unul bine dezvoltat si care a evoluat foarte mult din anii 1950 si pana in prezent, fiind actualmente armonizat cu Eurocodurile in ceea ce priveste partea de proiectare geotehnica.

Odata cu adoptarea Eurocodurilor, si indeosebi a Eurocodului 7 (SR EN 1997) a rezultat o adaptare a practicii de proiectare geotehnica si elaborarea unei serii de normative tehnice care detaliaza proiectarea geotehnica nationala armonizata cu Eurocodurile.

Este un domeniu bine acoperit de reglementari tehnice. Auditul realizat in 2021 de UTCB a dat SRGF prilejul de a efectua o analiza care a pus in evidenta urmatoarele reglementari tehnice in domeniul Ingineriei Geotehnice (vezi articolul pe larg in Revista Constructiilor nr. 192 – iunie 2022) :

» 15 normative tehnice:

• 9 normative de proiectare, dintre care 7 armonizate cu Eurocodurile
• 1 normativ de investigare geotehnica
• 2 normative de proiectare si executie referitoare la imbunatatirea pamanturilor – neactualizate
• 1 normativ de executie de terasamente – neactualizat
• 1 normativ de incercari pe piloti – neactualizat
• 1 normativ referitor la utilizarea materialelor geosintetice

» 13 ghiduri si indrumatoare:

• 4 ghiduri de proiectare, dintre care 1 armonizat cu Eurocodurile, restul neactualizate
• 4 ghiduri de executie neactualizate
• 1 indrumator de proiectare vechi
• 2 ghiduri de investigare vechi
• 1 ghid de proiectare si executie neactualizat
• 1 ghid pentru hartile de risc

» 16 instructiuni, specificatii, metodologii – neactualizate

• 11 instructiuni tehnice
• 2 specificatii
• 3 metodologii

Acest sistem de reglementari tehnice din domeniul Ingineriei Geotehnice este unul destul de stufos si alcatuit, in afara de nucleul principal de normative de proiectare armonizate cu Eurocodurile, din documente destul de invechite in mare parte. SRGF a facut o propunere de reorganizare a acestui sistem si de actualizare a reglementarilor pentru viitorii ani, pentru a continua evolutia de fond si de continut a documentelor tehnice si pentru alinierea la tendintele actuale.

In zona de investigare geotehnica au fost facuti pasi importanti, de-a lungul timpului, prin impunerea obligativitatii studiului geotehnic, a verificarii sale, definirea continutului sau minimal. NP 074 a devenit ceva mai mult decat un normativ strict de documentatii geotehnice si s-a indreptat mai mult catre un normativ de investigare geotehnica. A fost adoptata relativ recent toata seria de standarde EN referitoare la incercarile de laborator si exista in acest moment o evolutie a practicii acolo unde exista elemente diferite fata de vechile STAS-uri. Au fost introduse Categoriile geotehnice, insotite de un punctaj national de definire a lor, impreuna si cu consecintele legate de cantitatea, tipul de investigatii, metodele de proiectare etc. care decurg din incadrarea in categoriile geotehnice. Prin revizia din 2022 a NP 074 au fost aduse modificari importante si utile: a fost introdusa tema de investigatie geotehnica ca piesa obligatorie a studiului geotehnic, cantitatea minima de investigatii a devenit obligatorie, a fost modificat continutul-cadru al studiului geotehnic, s-au detaliat si clarificat Procesul Verbal de Natura a Terenului de Fundare si Raportul de Monitorizare Geotehnica. De asemenea, s-au adaugat elemente legate de investigarea hidrogeologica si pentru studiul stabilitatii pantelor in etapa de investigare geotehnica si a fost introdus Modelul geotehnic al terenului si Modelul geotehnic pentru proiectare. Un alt element de noutate este precizarea clara a Proiectului geotehnic, ca etapa ulterioara si separata de investigatia geotehnica.

In proiectarea geotehnica, aplicarea Eurocodurilor nu a dus la schimbari majore de paradigma, avand in vedere ca se aplica deja conceptul starilor limita, ci la modificari in ceea ce priveste inlocuirea coeficientilor globali de siguranta cu coeficientii partiali, valoarea si modul de aplicare a coeficientilor partiali de siguranta. Dincolo de schimbarile din practica de proiectare, aceste modificari au dus in multe situatii la cresterea sigurantei (si a costurilor). Valorile minime ale coeficientilor partiali de siguranta care sunt incluse in Eurocodul 7 (si care pot fi modificate prin NA) permit atingerea unui nivel minim impus de fiabilitate. Prin Anexa Nationala la Eurocodul 7 s-a recomandat aplicarea in Romania a abordarilor de calcul DA1 si DA3, adica aplicarea coeficientilor partiali la actiuni si caracteristicile de material, in defavoarea DA2, care semana cel mai mult cu practica anterioara (aplicarea unui coeficient la rezistenta obtinuta) si care era mai potrivita in anumite situatii (piloti). Un element major in cresterea sigurantei, dar si a costurilor, a fost si Anexa Nationala la Eurocodul 8 Partea a 5-a, care a stabilit coeficienti partiali de material aplicabili la parametrii rezistentei la forfecare pentru situatia de proiectare seismica.

Se mai poate aminti ca evolutie a proiectarii geotehnice reducerea domeniului de aplicare a metodei prescriptive (presiuni conventionale) la fundatii de suprafata, odata cu evolutia metodelor de calcul, si aplicarea metodei coeficientilor partiali, nemaipunandu-se accentul doar pe SLS. In schimb, pentru fundatiile pe piloti, metoda prescriptiva a ramas dominanta, iar recenta revizie NP 123-2022 a clarificat aplicarea lor, desi este mentionata si posibilitatea utilizarii altor metode (ceea ce se si intampla in practica).

Bazat pe cercetarile nationale anterioare, s-a adaptat practica in ceea ce priveste fundarea pe terenuri dificile (PSU, PUCM).

Intreaga practica de proiectare geotehnica in conformitate cu Eurocodul este cuprinsa in Ghidul de proiectare geotehnica GP 129 – 2014, care aduce clarificari utile, exemple de calcul, unele capitole nefiind prezentate in alta parte.

Viitor

La nivel european, in prezent se finalizeaza revizia tuturor Eurocodurilor structurale, care aduc modificari si imbunatatiri semnificative ale proiectarii in constructii.

La nivelul Eurocodului 0 (Fpr EN 1990:2022) este de semnalat introducerea in titulatura a proiectarii geotehnice (Bazele proiectarii structurale si geotehnice), recunoscandu-se astfel specificul proiectarii geotehnice.

In ceea ce priveste Eurocodul 7, acesta va avea 3 parti: FprEN 1997-1:2024 – Reguli generale, FprEN 1997-2:2024 – Proprietatile terenului si prEN 1997-3:202x – Structuri geotehnice.

Sunt de remarcat: clarificarea notiunii de structura geotehnica, a celor doua etape distincte de investigare si proiectare geotehnica, introducerea de noi masuri de management al fiabilitatii geotehnice prin modificarea categoriei geotehnice si a consecintelor acesteia, clarificarea determinarii parametrilor geotehnici – valori nominale, reprezentative, caracteristice –, simplificarea si clarificarea cazurilor de proiectare (fostele abordari de calcul), modificarea determinarii actiunilor provenite din apa subterana, noi subiecte: metode numerice, imbunatatirea pamanturilor, pamant armat, epuizmente, mecanica rocilor, radiere pilotate etc.

In revizia Eurocodului 7 exista evolutii certe, utile si solicitate de piata, dovedind ca domeniul de Inginerie Geotehnica este unul viu, in plina dezvoltare.

In 2024 vor fi votate cele 3 parti ale Eutrocodului 7 si apoi va exista o etapa de elaborare a Anexelor Nationale, urmata de o revizuire a reglementarilor tehnice nationale.

SRGF pregateste cu atentie de cativa ani aceste modificari prin implicarea specialistilor romani in revizuirea Eurocodului 7, precum si prin diseminarea modificarilor prevazute pentru a asigura o tranzitie lina.

Autor:

Prof. Loretta BATALI, Presedinte SRGF

SRGF ureaza redactiei si cititorilor Revistei Constructiilor un An Nou plin de noi realizari in domeniul constructiilor si le multumeste pentru buna colaborare si interesul manifestat pentru domeniul Ingineriei Geotehnice! Ne dorim ca in 2024 sa avem parte de noi provocari geotehnice si sa fim la fel de activi!

Societatea Romana de Geotehnica si Fundatii, presedinte prof. Loretta BATALI

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 209 – decembrie 2023, pag. 98-99