70
Masterat „Construcţii moderne din lemn” GEOTEHNICĂ. FUNDAŢII. SUBSOLURI. IZOLAŢII. CĂI DE COMUNICAŢII SPECIALE ÎN ZONELE FORESTIERE CUPRINS I. Geotehnică II. Căi de comunicaţii speciale în zonele forestiere Introducere Tipuri de căi de comunicaţii speciale Drumuri –elemente generale Trasee Suprastructuri rutiere eficiente III Fundaţii. Subsoluri. Izolaţii

Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

  • Upload
    maria4n

  • View
    242

  • Download
    13

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Masterat „Construcţii moderne din lemn”

GEOTEHNICĂ. FUNDAŢII. SUBSOLURI. IZOLAŢII. CĂI DE COMUNICAŢII SPECIALE ÎN ZONELE FORESTIERE

CUPRINS

I. Geotehnică

II. Căi de comunicaţii speciale în zonele forestiere Introducere Tipuri de căi de comunicaţii speciale Drumuri –elemente generale Trasee Suprastructuri rutiere eficiente

III Fundaţii. Subsoluri. Izolaţii

Page 2: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

I. Geotehnică

1. Caracteristici ale pământurilor

Pământurile fac parte din grupa mai mare a rocilor. Se numesc „pământuri” rocile moi sub formă de acumulări de particule solide minerale slab legate cu goluri între fragmente, cu proprietăţi fizice, chimice şi mecanice foarte diferite. Aceste roci sunt produse prin dezagregarea fizică şi alterarea chimică a rocilor preexistente.

Pământurile necoezive sunt blocurile, pietrişurile, nisipurile şi combinaţiile acestora. Ele au rezistenţe variabile după gradul lor de îndesare. Apa subterană nu le afectează, în general, rezistenţa. Folosite ca terenuri de fundare, pământurile necoezive suferă tasări rapide. Pământurile coezive sunt prafurile, argilele şi combinaţiile acestora. Sunt plastice, în contact cu apa se umflă, la uscare se contractă, iar tasările sunt lente, proprietăţile lor variind în funcţie de mărimea particulelor, de conţinutul de apă, de compactitate şi de natura mineralogică. Prezenţa apei subterane le diminuează rezistenţa.

Mineralele argiloase au cea mai mare răspândire. Ele provin din alterarea chimică a feldspaţilor. Mineralele argiloase au o reţea cristalină specifică ce permite moleculelor de apă să pătrundă în reţea, producând variaţii de volum. Apa în pământ, cu efecte directe aupra caracteristicilor pământului, este, în principal, apa gravitaţională şi cea capilară.

Principalele fracţiuni ale pămânurilor sunt argila, praful şi nisipul..

Tabel 1.1. Clasificarea pământurilor după dimensiunile particulelor

blocuribolovănişprundişpietrişbalastnisip nisip finprafargilă

φ>200 mm200φ100 mm100φ20 mm20φ2 mm2>φ>0,5 mm0,5φ0,25 mm0,25φ0,05 mm0,05φ0,005 mmφ0,005 mm

Terenurile cu indicele porilor sub 0,5 sunt, în general, bune de fundare.Pământurile ce conţin peste 70% nisip au proprietăţile fizice şi mecanice

influenţate, în principal, de porozitate, iar cele ce conţin peste 30% argilă sunt influenţate, mai ales, de umiditate.

Gradul de îndesare - D; Capacitatea de îndesare - CD caracterizează pământurile necoezive. Potrivit acestor indicatori pământurile sunt mai îndesate sau mai afânate. Cu cât capacitatea de îndesare este mai mică cu atât tasările în exploatare sunt mai reduse. Se recomandă CD0,4.

Compactitatea nisipurilor se apreciază în funcţie de gradul de îndesare, după cum urmează: nisipuri afânate (D = 0...0,33); nisipuri cu îndesare mijlocie (D = 0,33...0.66), nisipuri compacte (D = 0,67...1,0.)

Umiditatea -w pământului are influenţe multiple asupra acestuia, deoarece îi modifică proprietăţile mecanice.

Page 3: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Plasticitatea şi consistenţa pământurilorUn pământ este plastic atunci când acţionat de o încărcare constantă, se deformează

ireversibil, păstrându-şi însă, volumul neschimbat. Argilele sunt plastice.Consistenţa este una din caracteristicile care ilustrează modul în care diferitele

tipuri de pământuri se comportă în diverse condiţii de solicitare. Ea este cuantificată prin valori ale umidităţii denumite limite de plasticitate.

Limitele de plasticitate sunt reprezentate în diagrama lui Atterberg.

unde: ws este limita de contracţie şi reprezintă umiditatea sub care nu mai are loc micşorarea volumului pământului.

wp este limita inferioară de plasticitate şi reprezintă umiditatea de la care pământul devine plastic.

wc este limita superioară de plasticitate (limita de curgere) şi reprezintă umiditatea de la care pământul devine fluid.

Indicele de plasticitate – Ip şi indicele de consistenţă - Ic

Indicele de plasticitate se calculează cu relaţia: Ip= Wc-Wp

Tabel 1.2. Clasificarea pământurilorNr. crt.

Caracterizare d.pv. al plasticităţii Denumire pământ Indicele de

plasticitate1 Neplastice Nisipuri 02 Plasticitate redusă Nisipuri prăfoase 0 Ip 10

3 Plasticitate mijlocie Praf argilos, argile nisipoase 10 Ip 25

4 Plasticitate ridicată Argile 25 Ip 505 Plasticitate foarte mare Argile grase 50 Ip

Indicele de consistenţă se determină cu relaţia: Ic= , unde: W este umiditatea naturală a pământului.

Tabel 1.3. Clasificarea pământurilor după indicele de consistenţăPământuri curgătoare Ic0Pământuri plastic – curgătoare Ic=0........0,25Pământuri plastic – moi Ic=0,25...0,50Pământuri plastic – consistente Ic=0,50...1,0Pământuri tari ( semisolide) Ic1

Indicele de consistenţă influenţează şi presiunea admisibilă a terenurilor de fundare.

Dintre pământurile descrise mai sus reţinem exemplul loessului şi prafului care sub acţiunea unor încărcări sau chiar sub acţiunea greutăţii proprii, se tasează suplimentar când umiditatea creşte peste anumite limite. De obicei, unele argile se constituie în aşa numitele pământuri contractile. Acestea au variaţii mari de volum sezoniere, însoţite de fisuri în perioadele secetoase, fisuri ce se închid în perioadele umede. Uneori, plantele prin extragerea apei produc contracţia pământurilor.

Page 4: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Permeabilitatea pământurilor

Constă în permiterea trecerii apei prin pori. Cantitatea de apă care curge prin secţiune în unitatea de timp poartă numele de debit-Q, iar viteza se numeşte viteză de curgere - v. Curgerea poate fi laminară atunci când liniile de curent sunt paralele şi turbulentă când aceste linii se intersectează formând vârtejuri (cazul pietrişurilor, bolovănişurilor, etc.). Prin medii poroase, curgerea laminară a apei se face conform legii lui Darcy: Q=Av =Aki, unde: A este suprafaţa secţiunii; k este coeficientul de permeabilitate; i-gradientul hidraulic.

Capilaritatea pământurilor

.Apa capilară este apa care apare în golurile dintre granulele pământului, goluri care formează canale cu diametre de dimensiuni foarte mici (capilare). Se foloseşte următoarea formula empirică pentru determinarea înălţimii capilare: hc=0,3/d[cm], unde: d - diametrul porilor. Un pământ cu goluri mari are capilaritatea mică. Atunci când diametrul porilor depăşeşte 2mm, efectul capilarităţii dispare.

Tabel 1.5. Înălţimea capilară pentru câteva pământuriNisip fin hc=0,1-0,5mNisip foarte fin hc=0,5-2,0mPraf hc=1,0-1,3mLoess hc=2,0-5,0margilă hc30m

.Acţiunea hidrodinamică

Reprezintă acţiunea exercitată de un curent de apă subterană asupra masivului de pământ pe care îl străbate. Se manifestă prin efectul de antrenare hidrodinamică şi prin cel de subpresiune hidrodinamică Antrenarea hidrodinamică are consecinţe asupra stabilităţii versanţilor şi taluzelor

Subpresiunea hidrodinamică nu se produce în cazul pământurilor coezive lipsite de permeabilitate. Orice antrenare a particulelor solide ale pământului creează o afânare a terenului, formându-se pe alocuri goluri mari, fenomen ce poartă numele de sufozie sau eroziune internă şi care este de fapt o formă de antrenare hidrodinamică ce are loc, cu precădere, în roci poroase şi permeabile, în zone cu climat arid sau în zone care au un sezon secetos cu oarecare nuanţă de ariditate.

Compresibilitatea pământurilor

Capacitatea unui pământ de a se deforma sub acţiunea unor solicitări exterioare de compresiune poartă denumirea de compresibilitate. Apar următoarele transformări în pământ: deplasări reciproce ale particulelor; eliminarea apei din pori urmată de reducerea volumului de pori; eventuala deformare elastică a granulelor; distrugerea agregatelor structurale sau a particulelor de pământ;

Îndesarea, reprezintă micşorarea golurilor dintre particule.

Page 5: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Un pământ supus iniţial la o presiune mare va avea deformaţii mai mici la ulterioare sporuri de încărcare, comparativ cu un pământ supus iniţial la o presiune redusă. Deformaţiile sunt influenţate de timp. Dezvoltarea deformaţiei la o solicitare de valoare constantă, pe măsura creşterii duratei de acţionare, se numeşte fluaj (curgere lentă). Fluajul are importanţă în stabilitatea versanţilor, taluzurilor şi implicit a terasamentelor căilor de comunicaţii. Timpul scurs din momentul aplicării sarcinii şi până la stabilizarea deformaţiei poartă numele de timp de stabilizare a deformaţiei şi variază de la un pământ la altul în funcţie şi de efortul unitar normal

Particularităţi ale compresibilităţii diverselor pământuri

Deformarea pământurilor argiloase, atât din cauza compresibilităţii cât şi din cauza umflării, nu apare concomitent cu variaţia presiunii datorate apei legate fizic. Turtirea învelişului de apă se face încet datorită vâscozităţii mari a acestei ape. Moleculele de apă vor părăsi învelişul din jurul particulei solide conducând la subţierea stratului de apă. Prezenţa apei libere complică procesul de deformare a acestor pământuri. Dacă un pământ puţin permeabil este solicitat de o presiune uniform distribuită, într-o primă etapă, nu se produce nici o deformare, deoarece apa nu are posibilitatea de a fi evacuată. Întreaga presiune este preluată de apa din pori, aşa numita presiune neutră. Datorită presiunii neutre apare un gradient hidraulic între zonele din interiorul stratului de argilă şi stratul drenant. Încărcarea scheletului mineral nu se face, deci, instantaneu, ci în timp. Partea de încărcare care se exercită asupra scheletului poartă denumirea de presiune efectivă.

Procesul de deformare a argilei, ce are loc din momentul aplicării presiunii până la preluarea acesteia de către faza solidă, se numeşte consolidarea argilei.

La nisipuri, apa legată fizic este neînsemnată şi de aceea se formează o structură cu contact direct între particulele solide. Deformaţiile sunt mici, chiar şi la nisipurile afânate, din cauza sporirii forţelor de frecare dintre fragmentele componente.

Presiunea geologică

Sarcina pe care orice punct din interiorul pământului o suportă de la masa de pământ de deasupra poartă numele de sarcină geologică sau presiune geologică. Este o stare preexistentă de tensiuni, având caracter permanent. Presiunea geologică variază liniar cu adâncimea. Când un pământ suportă o sarcină exterioară de valoare mai mică decât cea a propriei sale sarcini geologice, deformaţiile la care ne putem aştepta nu mai sunt importante.

Rezistenţa la tăiere (forfecare) a pământurilor

Rezistenţa la forfecare depinde de natura pământului, de mărimea şi forma particulelor, de umiditate şi de porozitate şi condiţionează împingerea pământului asupra unui zid de sprijin, capacitatea portantă a terenurilor şi stabilitatea taluzurilor.

Relaţia de calcul (Coulomb): tg+c, unde: c este coeziunea specifică; - tensiunea tangenţială; -tensiunea normală; -unghiul de frecare internă;

Caracteristicile pământurilor utilizate în construcţii

Pământurile necoezive sunt în general pământuri bune de fundare, nu sunt compresibile şi nu sunt sensibile la îngheţ-dezgheţ. Totuşi, nisipurile sunt sensibile la

Page 6: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

acţiuni dinamice, iar nisipurile fine în stare afânată sunt improprii pentru fundare. Principalele caracteristici ale pământurilor nisipoase sunt următoarele: permeabilitate mare, ascensiune capilară moderată (sub 30…50cm, compresibilitate redusă sub sarcini statice care creşte însă sub acţiunea sarcinilor dinamice şi a vibraţiilor, tasările se produc la scurt timp după aplicarea încărcărilor, coeziunea redusă sau absenţa coeziunii care impun protejarea taluzurilor la acţiunea vântului şi a apelor din precipitaţii, sunt instabile în stare afânată. Sub acţiunea vibraţiilor sau a inundaţiilor, nisipurile în stare afânată se lichefiază

Pământurlei argiloase sunt practic impermeabile. Tasările se produc într-un timp cu atât mai îndelungat cu cât proporţia de apă adsorbită este mai mare iar permeabilitatea, respectiv posibilităţile de drenare sunt mai reduse. Rezistenţa la tăiere a argilelor este foarte variabilă în funcţie de umiditate, au o adsorbţie ridicată care se manifestă prin păstrarea umidităţii dobândite, mai ales la argilele contractile care sunt sensibile la modificările de umiditate manifestate prin umflări şi contracţii însoţite de fisurări, au o mare sensibilitate , adică li se diminuează rezistenţa ca urmare a deranjării structurii. Pământurile argiloase sunt mai bune decât cele prăfoase, fiind considerate de o calitate mijlocie. Comportarea lor ca terenuri de fundare depinde foarte mult de conţinutul de apă. Sunt de slabă calitate dacă au o umiditate de peste 80% şi modulul de deformaţie sub 50 daN/cm2. De asemenea cele cu indicele de consistenţă redus (cele plastic curgătoare). Argila şi argila grasă au coeziune şi plasticitate mare şi foarte mare. Argila prăfoasă şi cea nisipoasă au coeziune şi plasticitate mijlocii.

Pământuri prăfoase au adsorbţie destul de mare, conţin adesea humus şi limita de curgere este mult inferioară argilei, ceea ce face ca şi la o umiditate moderată să îşi piardă capacitatea portantă. Sunt de asemenea gelive şi au capilaritate mare. Praful argilos are aceste inconveniente din cauza coeziunii sale reduse iar praful argilo-nisipos, din cauza coeziunii şi plasticităţii sale medii. Primul este mai impropriu pentru fundare decât al doilea. Din categoria pământurilor prăfoase mai face parte şi loessul care s-a format prin consolidarea prafului eolian. Este foarte poros şi puţin coeziv. De asemenea este foarte permeabil şi are o mare capacitate de reţinere a apei. Din punctul de vedere al lucrărilor inginereşti, loessul este caracterizat de proprietăţi satisfăcătoare când este în stare uscată şi foarte slabe în stare umedă.

Pământurile vegetale sunt total improprii pentru terenuri de fundare. Conţin humus, resturi organice incomplet descompuse şi praf. Humusul sporeşte adsorbţia, praful coboară limita de curgere iar resturile organice menţin afânarea pământului, mărindu-i compresibilitatea

Turba şi nămolurile au aceleaşi deficienţe ca şi pământurile vegetale, dar mai accentuate. Turbele sunt acumulări de materii organice mai mult sau mai puţin descompuse. Ele se găsesc mai ales în regiunile muntoase unde clima este mai răcoroasă, ceea ce favorizează formarea turbei. Greutatea volumetrică şi permeabilitatea depind de gradul de descompunere în care se găseşte turba respectivă.

Nămolurile (mâlurile) nu sunt bune pentru terasamente şi nici ca terenuri de fundare. Mâlurile sunt constituite din argilă şi praf în proporţii aproximativ egale, la care se adaugă humus în diferite proporţii (cca 10%). Sunt foarte compresibile. Mâlurile sunt pământuri alcătuite din particule foarte fine (200), din care cea mai mare parte o constituie fracţiunea sub 2.. Structura mâlurilor este floculară conţinând şi materii organice (mai ales turboase). Prin consolidare mâlurile se pot transforma în argile sau în marne. Umiditatea lor este foarte mare, iar permeabilitatea şi coeziunea sunt reduse.

Mlaştinile apar pe terenuri lipsite de scurgere la care alimentarea cu apă depăşeşte evaporarea favorizând dezvoltarea vegetaţiei hidrofile. Alimentarea cu apă provine din apele de suprafaţă sau din apele subterane. Din punctul de vedere al consistenţei, respectiv al stabilităţii pământului de mlaştină, distingem următoarele subtipuri de pământuri mlăştinoase: pământuri mlăştinoase de consistenţă acceptabilă. Acţiunile

Page 7: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

exterioare produc doar tasări nu şi refulări de material. pământuri mlăştinoase de consistenţă slabă care refulează cu uşurinţă la acţiuni exterioare De reţinut că tasarea totală nu poate fi calculată ci doar aproximată.

Îmbunătăţirea proprietăţilor geotehnice

Procedeul pernei de balast, după caz, poate fi folosit şi pietriş sau nisip. Procedeul constă în următoarele: se aştern şi se cilindrează mai multe straturi de balast cu grosimi de 20 – 30 cm. Dacă este posibil, se şi excavează, mai întâi pământul cu caracteristici nesatisfăcătoare. Efectele sunt următoarele: se micşorează adâncimea de fundare (prin înlocuirea terenului slab), pe pământul iniţial rămas, distribuţia presiunilor se face pe o suprafaţă mai mare datorită transmiterii presiunilor la aproximativ 450 , creşte modulul de deformaţie până la valori E=120 – 200 daN/cm2, scade sensibilitatea la îngheţ, se autodrenează. Dacă rezultă o grosime a pernei mai mică decât adâncimea de îngheţ, se adoptă o grosime egală cu această adâncime.

Cimentarea constă în umplerea golurilor din pământ cu o suspensie de ciment. Se obţine o impermeabilizare şi o creştere a capacităţii portante. Tehnologia este următoarea: se scarifică pământul; se pulverizează cimentul; se răscoleşte amestecul şi se stropeşte. Cimentului i se adaugă o sare solubilă de calciu împotriva materiilor organice din pământ care pot întârzia priza. Procedeul nu este indicat la argilele grase.

Bituminizarea este un procedeu foarte asemănător cu cimentarea. Se foloseşte bitum topit sau emulsie de bitum. Se recomandă pentru pământurile necoezive.

Adausul de var - caz în care se procedează ca mai sus. Tot astfel mai pot fi folosite subproduse industriale (zgură, lignosulfiţi de la fabricarea hârtiei etc.).

Compactarea - procedeu prin care se urmăreşte obţinerea unei creşteri a densităţii solide şi consumarea tasărilor pentru ca la amplasarea construcţiei terenul să se găsească într-o stare de îndesare cât mai bună. Tot astfel, prin compactare creşte rezistenţa la tăiere datorită scăderii distanţei dintre particulele solide.

Urmărirea tasării construcţiilor

Se impune în următoarele cazuri: terenul de fundare este alcătuit din pământuri coezive, compresibile, sau foarte sensibile la umezire; în cazul umpluturilor, a rocilor degradate ori supuse acţiunii de dizolvare; atunci când în apropierea construcţiei acţionează sarcini date de supraîncărcare; dacă apar în elementele construcţiei crăpături, fisuri sau mişcări care pot fi atribuite deformaţiilor terenului. Măsurătorile trtebuie să coincidă cu terminarea unei etape de lucru; în cazul unor întreruperi de durată mare se efectuează măsurători la începutul şi la sfârşitul întreruperii.

Exemple de tasări

Clădirile lungi au tasări mai mari la mijlocul lor. Construcţiile vecine, construite odată, se influenţează reciproc în privinţa tasărilor. Ele au tendinţa de a se înclina una către cealaltă şi din acest motiv, diagramele de efort se suprapun. Dacă lângă o construcţie se construieşte o alta, ambele clădiri au tendinţa de a se înclina în acelaşi sens. Cea nouă se va înclina către exterior. La o clădire care se tasează mai mult spre mijlocul ei, fisurile urcă de la marginea clădirii către mijlocul ei. Dacă fisurile au orientări diferite pe toată suprafaţa terenului, înseamnă că ele au apărut din cauza unor cutremure sau avem pământuri contractile. În general, fisurile apar în dreptul uşilor şi ferestrelor, unde secţiunea este mai slăbită.

Capacitatea portantă a pământului de fundare

Page 8: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Presiunea limită este cea mai mare presiune cu care poate fi încărcat un teren de fundare fără a se produce scoaterea din funcţie a construcţiei din cauza deformării excesive a terenului. Valoarea presiunii la care începe producerea deformaţiilor plastice reprezintă presiunea limită de cedare plastică şi defineşte capacitatea portantă maximă a unui masiv de pământ. Dimensionarea se bazează presiunea admisibilă de bază care este exercitată de o fundaţie de lăţime 0,60-1,0 m, situată la o adâncime de 2,0 m. Valorile acestei presiuni sunt întabulate. Pentru lăţimi mai mari, între 1,0 şi 5,0 m, se face o extrapolare. Pentru lăţimi ale fundaţiei de peste 5,0 m, se majorează valorile din tabel cu 50% la pământuri necoezive, respectiv cu 20% pentru pământuri coezive.

Împingerea pământurilor

Atunci când un versant sau un taluz face cu orizontala un unghi mai mare decât cel al taluzului natural, este necesară construirea unui element de sprijinire. Asupra acestuia, pământul exercită o împingere - “împingerea activă”.

Anumite construcţii, cum ar fi pilele de pod, arcele, bolţile, structurile în cadre, transmit pământului, reacţiuni înclinate. Aceste forţe reprezintă “împingerea (rezistenţa) pasivă” a pământului.

Teoria împingerii pământului după Rankine

Împingerea activă: , unde este greutatea specifică a pământului; h – înălţimea zidului de sprijin; ka –coeficientul împingerii active tg2(450-/2).

Împingerea activă în cazul unei suprasarcini Suprasarcina se consideră sub forma unei încărcări uniform distribuite q amplasată deasupra pământului din spatele obstacolului

Împingerea activă a pământului în cazul unui pământ coezivpa=ztg2(450-/2)-2ctg(450-/2)=

hcka-2c =0 Pe adâncimea hc pământul nu apasă asupra zidului. Aşadar, peretele vertical al unei săpături nu va avea nevoie să fie sprijinit pe această adâncime dacă săpătura este într-un pământ cu coeziune.

Împingerea pasivă

Coeziunea se suprapune peste presiunea pasivă dată de greutatea proprie a terenului. Greutatea proprie a pământului: pp=hkp ; suprasarcină: pp=q.kp ; coeziune: pp=2c ;

Page 9: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Fenomene geodinamice în versanţi şi taluzuri

Deosebirea dintre versanţi şi taluzuri constă în aceea că taluzurile au o lungime relativ mică în comparaţie cu versanţii care pot avea şi câţiva kilometri. Prin termenul de taluz se mai înţelege o suprafaţă plană ce mărgineşte o masă de pământ înclinată şi care face legătura între două planuri situate la cote diferite. Fenomenele de instabilitate care poartă denumirea generică de alunecări de pământ au loc într-o masă de pământ atunci când se depăşeşte rezistenţa la tăiere după o anumită suprafaţă. şi sunt consecinţa distrugerii suportului masei respective prin eroziune cauzată, de obicei, de apele din precipitaţii, dizolvare şi dezagregare mecanică, alterare chimică, pierderea sistemului radicilar prin defrişări sau prin păşunat abuziv etc.

La alunecările de teren se mai includ şi: prăbuşiri (surpări), tasări, refulări şi rostogolir. Cel mai adesea, alunecările de teren au caracter lent şi periodic, aceste fenomene fiind precedate de fenomene de lungă durată care conduc la declanşarea mişcării. De regulă, alunecările de teren au loc în bazinele hidrografice torenţiale. Alunecările de pământ se produc în straturile superficiale sau în straturile alterate. Suprafaţa alunecărilor este în general paralelă la suprafaţa terenului.

Momentul declanşării este determinat de coincidenţa acţiunii mai multor factori declanşatori. Natura pământului poate indica gradul de stabilitate al unui pământ, după cum urmează:

Pământuri stabile: nisip grosier cimentat cu pământ argilo-prăfos. Pământuri instabile: pământuri argilo-mâloase sensibile la variaţii de umiditate;

loess; pământuri macroporice; pământuri prafo-nisipoase fine (chişaiuri) care apar în luncile râurilor mari; pământuri sufozive care au o granulometrie neuniformă.

Natura alunecărilor Se pot menţiona : alunecări de deluvii şi eluvii (pământuri formate din acumulări de sfărâmături de roci nealterate, de mărimi variabile şi amestecate cu fragmente alterate). În stare uscată sau bine drenată aceste pământuri se menţin stabile la taluzuri cu pantă de până la 1:1, dar în stare umedă, aceste pământuri intră în curgere chiar atunci când sunt pe versanţi cu pante de numai 100. La deluvii sunt posibile alunecări pe suprafeţe de contact cu roca de bază, dar şi curgeri plastice chiar la umidităţi reduse, precum şi curgeri noroioase. Curgerea noroioasă a deluviilor se produce odată cu creşterea porozităţii pământului, această afânare fiind consecutivă primelor deplasări, respectiv antrenării hidrodinamice. Astfel de curgeri nu apar în zone cu declivităţi reduse, ele caracterizând zonele muntoase. Ele se pot transforma în torenţi de noroi ; alunecări în taluzuri de loess caz în care alunecările tind să se producă vertical. Un masiv loessoid aflat deasupra nivelului hidrostatic se menţine stabil dar poate fi uşor erodat la suprafaţă de către apele de şiroire ; alunecări în argile - tipul de alunecare depinde de consistenţa argilelor, de omogenitatea lor, de relieful terenului şi de condiţiile de solicitare. În general, suprafaţa de rupere capătă o formă de S. Curgerile plastice se manifestă prin ondulări. Argilele cu intercalaţii nisipoase capătă alte caracteristici la alunecare, iar prezenţa unor straturi stâncoase sau argile mai compacte creează condiţiile unor alunecări pe suprafeţele de contact asemănătoare alunecărilor consecvente. Straturile sau lentilele de nisip se umplu mai lesne cu apă după ploi şi constituie surse de umezire pentru suprafeţele de alunecare ; ebulmente stâncoase apar, mai cu seamă, în regiuni muntoase, în pământuri stâncoase alcătuite din blocuri de piatră cu intercalaţii de argilă. Pot fi contracarate prin construirea de ziduri de sprijin la baza versanţilor completate de restabilirea vegetaţiei; ebulmente argiloase apar mai des în regiuni de deal, în situaţiile în care deasupra straturilor de pământ argilos se găseşte un strat de pământ calcaros. Caracteristic pentru înfăţişarea ebulmentelor argiloase sunt suprafeţele neregulate ale versanţilor şi copacii înclinaţi în diverse direcţii. Drenurile pot opri dezvoltarea acestor ebulmente, nu şi zidurile de sprijin, deasupra cărora dezvoltarea ebulmentelor poate să

Page 10: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

continue. Este caracteristic pentru pământurile argiloase umflarea la creşterea umidităţii, la fel cum gresiile se dezagregă, atât gresia cât şi argila fiind pământuri predispuse la alunecări.

Adâncimea unei alunecări variază de la câţiva metri până la câteva zeci de metri. Uneori sunt mai multe suprafeţe de alunecare pe verticală. Poate fi plană, curbă, cilindrică sau compusă din porţiuni plane şi circulare, potrivit situaţiei geologice locale. Lungimea unei alunecări (distanţa dintre faţa de desprindere şi baza alunecării) este de ordinul zecilor sau chiar sutelor de metri, mai rar de ordinul kilometrilor, iar lăţimea (distanţa medie perpendiculară pe direcţia alunecării) este de ordinul zecilor de metri sau chiar de ordinul sutelor de metri.

Cauzele alunecărilor de teren:

geomorfologia activă (alunecările de teren având un caracter ciclic); acţiunea omului manifestată prin defrişări masive, lucrări terasiere, lucrări

de reţinere a apei în sol (în scop agricol), excavaţii pentru obţinerea de materiale de construcţii;

granulometria - foarte sensibile sunt argilele şi prafurile. înclinarea a versantului (un versant cu o înclinare pronunţată este mai periclitat

decât unul cu o înclinare domoală) stratificaţia altrnantă; apa care antrenează particulele din sol;

precipitaţiile atmosferice. îngheţul şi dezgheţul. cutremure de pământ. Cele mai periclitate sunt terenurile nisipoase. încărcarea versanţilor cu sarcini suplimentare.

Etapele unei alunecări:

I. etapa premergătoare alunecării. Este lungă şi cu o geomorfologie dificil de sesizat. De obicei începe cu umezirea pământului, apoi apar mici cedări locale;

II. alunecarea propriu-zisă. Are o durată mai scurtă. Deplasările sunt foarte mari. Declanşarea este uşor observabilă, oprirea se observă mai greu, suprapunându-se peste etapa a treia.

III. stingerea alunecării. În această etapă se stabilizează pe cale naturală masa alunecătoare de pământ. Are o durată destul de mică dar mai mare decât cea a alunecării propriu-zise.

Viteza de alunecare creşte treptat. Valoarea maximă se atinge în etapa de alunecare propriu-zisă, după care scade. Alunecările de teren pot fi anticipate pe baza urmăririi vitezei de deplasare în etapa de pregătire a alunecării de teren. O alunecare se consideră: extrem de rapidă, dacă are o viteză de peste 3m/s; respectiv extrem de lentă, dacă are o viteză de până la 6cm/an. Vitezele alunecărilor sunt mau mari la suprafaţa terenului decât în adâncime. De asemenea este mai mare către mijlocul secţiunii şi mai mică spre margini.

Solicitarea hidrodinamică provocată de un curent de apă

Stabilitatea taluzurilor afectate de antrenarea hidrodinamică este greu de cuantificat. Scurgerea apei prin pământ capătă nişte trasee greu de anticipat. Aşa se face că pot apărea unele fenomene de instabilitate, chiar în taluzuri date în exploatare cu mai mult timp în urmă şi fără nici un fel de manifestări prealabile care să „anunţe” pierderea stabilităţii.

Page 11: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Taluz necoeziv În cazul acţiunii unui curent de apă de-a lungul unui taluz de nisip, pentru a-i fi asigurat echilibrul limită, panta taluzului trebuie redusă la jumătate din cea corespunzătoare cazului când nu există o astfel de acţiune.

Taluz coeziv În cazul pământurilor puţin permeabile şi deci aproape insensibile la variaţiile de umiditate, zona de izvorâre este evidenţiată prin uşoara umezire a taluzului. Dacă dimpotrivă pământul este foarte permeabil, el se umflă, îi scade coeziunea, îi scade şi rezistenţa la tăiere care coroborată cu acţiunea hidrodinamică, poate aduce în stare de curgere pământul din taluz. Acelaşi fenomen se înregistrează şi la pământurile prăfoase şi la cele nisipoase fine care au, deci, coeziune foarte mică.

Măsuri Este bine ca taluzurile să fie însămânţate imediat după terminarea construirii lor care ar trebui, deci, să coincidă cu o perioadă favorabilă de vegetaţie.

II. Căi de comunicaţii speciale în zonele forestiere

1. Introducere

Punerea în valoare a unei clădiri de lemn, aflată într-o zonă turistică mai greu accesibilă, se face adesea, cu ajutorul drumurilor, mai ales a drumurilor forestiere, valorificarea turistică a diferitelor elemente geografice fiind unul din scopurile acestor drumuri.

2. Tipuri de căi de comunicaţii speciale

Pe uscat, căile de transport sunt drumurile forestiere (cel mai utilizat tip de transport forestier) şi căile ferate forestiere, inclusiv cele cu destinaţie exclusiv turistică. Pe apă, transport cu plute sau alte ambarcaţiuni, iar aerian- funicularele forestiere. Cel mai ieftin este transportul pe apă care cândva era destul de răspândit, dar astăzi, practic, a dispărut. Funicularele forestiere sunt ieftine, flexibile şi ecologice, dar necesită investiţii mari de construcţie. Transportul feroviar forestier se află în regres, deşi acest transport (fără a socoti investiţia iniţială) este mai ieftin ca cel rutier şi pe deplin ecologic La toate acestea se adaugă instalaţiile provizorii de transport.

3. Drumuri – elemente generale

Alcătuirea drumurilor

Infrastructura: terasamente; sprijiniri; asanări; protecţii (pereuri, înierbări, cleionaje); lucrări de apărare – consolidare (şanţuri, rigole); lucrări de artă (poduri, podeţe, tuneluri).

Suprastructura: suprafaţa carosabilă (calea) consolidată printr-un sistem rutier şi acostamentele (împreună formează platforma drumului).Proiecţia verticală a axei drumului (numită şi linie a proiectului, linie roşie sau directriţă) intră în componenţa profilului longitudinal al drumului. Prin plan de situaţie al drumului

Page 12: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

se înţelege proiecţia orizontală a tuturor construcţiilor şi amenajărilor drumului. Părţile laterale înclinate ale profilelor transversale alcătuiesc taluzele.

Rambleu Debleu

Profil longitudinal Profil transversal

Plan de situaţie al drumului Elemente de dinamică a interacţiunii vehicul – drum

Forţa de tracţiune - , în care:

N[kW] – puterea motorului; v[km/oră] - viteza de circulaţie;

- coeficient de randament , are valori între 0,85 şi 0,95;

Rezistenţa la rulare (tracţiune) - Rt

Rt=Pt , unde:P – încărcarea transmisă de roată; t – coeficient de rezistenţă la tracţiune.

Rezistenţa din declivitate

Ri= Psin; unde :- unghiul de înclinare a cărei tangentă trigonometrică este i.

I se adaugă rezistenţa din rulare: Rt=Pcost.; Atunci: R=Rt+Ri= P(ti);

Page 13: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Aderenţa roată – drum - Fad

Fie Pr - încărcarea ce o transmite o roată drumului; - coeficientul de aderenţă dintre roată şi drum; Atunci : Pad = Pr Şi: Fad = Pad

Condiţia generală de circulaţie a vehiculului: Fad Ftr R

Distanţa de frânare - df df = , în care:

v, v2 – viteza iniţială şi finală;

- coeficient frecare roată –drum; Distanţa de oprire: , dacă se exprimă

viteza în km/oră iar distanţa în metri. Vizibilitatea. Distanţa de vizibilitate – D 0

Este distanţa pe care trebuie asigurate condiţiile de vizibilitate. Această distanţă trebuie să fie mai mare decât distanţa de oprire a vehiculului.D0 = 0,278v + 0,0125v2 + 5 [m],

Vizibilitatea în curbe

Raza vizuală se poate lua egală cu distanţa de vizibilitate. În concavitatea curbei este necesară eliminarea tuturor obstacolelor ce pot obstrucţiona vizibilitatea. Înfăşurătoarea razelor vizuale descriu curba de vizibilitate. Câmpul de vizibilitate este mărginit de curba de vizibilitate.

Vizibilitatea în profil în lung. Raza vizuală se obţine unind ochiul conducătorului auto, aflat la 1,20m deasupra carosabilului, cu un obstacol, considerat la înălţimea de 0,20m, apoi similar vizibilităţii în curbă.

Înscrierea vehiculelor în curbă Supralărgirea se dă pe partea interioară a curbei şi are aceeaşi pantă transversală

cu calea. Valoarea supralărgirii este în funcţie de viteză şi de raza curbei, cu condiţia ca raza să fie mai mică de 300m. Vehiculul avut în vedere este ATF 20,.

Page 14: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Supralărgirea se menţine constantă pe întreaga lungime a curbei circulare şi se racordează pe câte 10m pe aliniamentele care încadrează curba.

Derapajul în curbe - poate fi cauzat de forţa centrifugă – C. Condiţia pentru a nu

avea derapaj: CPf , unde:

f este coeficientul de frecare între pneu şi carosabil; R – raza curbei. Un bun coeficient de frecare este de 0,10…0,15. Depăşirea acestor valori impune

înclinarea transversală a carosabilului către interiorul curbei (supraînălţarea). La curbele cu rază de peste 170m nu este nevoie de supraînălţare, indiferent de viteza de circulaţie (care nu poate depăşi 50km/oră la drumurile forestiere).

Intersecţile drumurilor forestiere cu alte căi de de transport

Dacă nu se pot evita, se va asigura un unghi al intersecţiei cât mai aproape de 900 ,dar de min. 450, excepţional 300. Joncţiunea drumurilor forestiere cu drumurile publice se face astfel: racordarea către ambele sensuri ale unui drum public se face sub un unghi cât mai apropiat de 900.

Racordarea către un singur sens se face sub un unghi cât mai mare ;

Joncţiunea drumurilor forestiere cu o cale ferată forestieră se face, de regulă, în cea mai apropiată staţie de cale ferată în care se asigură condiţiile procesului tehnologic specific.

Staţii şi bucle de întoarcere

Se amplasează, la capătul iniţial al drumului forestier sau şi pe parcurs. Forma staţiilor de întoarcere este dreptunghiulară cu dimensiuni 12…20 x 20…40m, iar declivitatea nu trebuie să depăşească 4%, excepţional 8%.

La întoarcere vehiculele se deplasează cu viteză redusă(≈10km/oră) şi se adoptă elemente geometrice şi structurale în consecinţă.

Staţii de încrucişare

Se amplasează în locuri cu vizibilitate bună. Pentru drumuri cu o singură bandă, aceste staţii au dimensiunea 5,50…6,00 x 20,00m. Distanţa între ele va fi 0…400m.

Page 15: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Geometria drumului în cele trei planuri

În plan orizontal, drumul conţine aliniamente şi curbe ce racordează poligonul de bază. Racordările sunt, în general, interioare unghiului dintre aliniamentele adiacente. Numai pentru unghiuri mai mici de 40g este necesară o racordare exterioară, (serpentină). Între curbele de sens contrar este obligatorie introducerea unui aliniament de redresare de minimum 1,4v. Aceasta este şi lungimea minimă a curbelor circulare.

Curbe circulare

Între elementele curbei circulare există următoarele relaţii:

;

;

; ;

Trasarea curbelor circulare - include operaţiunea de pichetare a punctelor caracteristice: Ti, Te, M.Trasarea suplimentară Se efectuează ori de câte ori curbele sunt lungi sau la retrasarea unei curbe.

Metoda ordonatelor pe tangentă - relaţia care guvernează metoda: Materializarea punctelor obţinute poate fi făcută prin 2 procede: a)Procedeul cu abscise egale Din Ti către V se măsoară distanţele x pentru primul punct şi multipli de x pentru următoarele puncte stabilite şi se ridică ordonatele corespunzătoare, prin unul din procedele topografice

cunoscute.

Page 16: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

b) Procedeul cu arce egale - constă în împărţirea arcului în părţi egale: , în care n -

numărul stabilit de arce egale. Se calculează unghiul la centru γ corespunzător arcului

elementar. ,

Coordonatele punctelor intermediare se determină cu relaţiile:

;

; Există şi tabele de trasare.

Metoda coordonatelor polare Pornind de la arcul elementar – a , unghiul la centru – şi

unghiul polar: se

determină cu aparate topografice, pe rând, unghiurile δ, 2δ, 3δ ş.a.m.d., aceste unghiuri dând direcţiile punctelor P1, P2, P3 ş.a.m.d. Cu ruleta deschisă la lungimea razei polare şi fixată cu un capăt în punctul Ti, se determină punctul P1. Apoi cu un capăt al ruletei în punctul P1 se repetă procedeul pentru determinarea P2 ş.a.m.d.

Serpentine

Se introduc atunci când unghiul din vârful poligonului este mai mic de 40g, sau când pentru învingerea declivităţii trebuie alungit traseul. Serpentina cuprinde: o curbă principală, cu unghi la centru de peste 200g, două curbe secundare (auxiliare) şi două aliniamente intermediare; Serpentina este de gradul (categoria) I-a dacă cele două curbe auxiliare au acelaşi sens, sau de gradul II dacă cele două curbe auxiliare sunt de sensuri opuse, iar centrul curbei principale deplasat lateral faţă de bisectoare.

Calculul serpentinelor

Serpentina de gradul I simetrică având centrul curbei principale în vârful poligonului

Unghiul de abatere al curbei

auxuliare - ; tg = ;

Tangentele curbelor auxiliare

Page 17: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

; Unghiul la centru al curbei principale Distanţele dintre

V(O) şi vârfurile curbelor auxiliare – V1, V2 ; . Lungimea curbei principale

. Lungimea totală a serpentinei - Lt : Lt=L+2L1+2a . Distanţa dintre mijloacele

curbelor auxiliare –

Serpentina de gradul I simetrică având centrul curbei principale deplasat în lung

Distanţele OO1=x1 şi ViVe = F se măsoară. Restul se determină prin calcul:

; ; sin

;

Serpentina de gradul II

;

; ,

-

, Unghiurile : „unghiuri de direcţie spre centrul curbei principale”.

;

Unghiurile : „unghiuri de frângere ale aliniamentelor iniţiale”.

Page 18: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

; ; ; ;

Tabel 2.1. Elementele geometrice ale serpentinelor

Elementele serpentinei

Viteza de proiectare [km/oră]

50

45

25

20, 15, 10

Raza minima a curbei principale [m] 25

20

15

12,5 (10)

Panta transversală maximă [%] 6

6

6

6

Raza minimă a curbei auxiliare [m] 100

70

50

35

Declivitatea maximă în axul curbei principale [%] 3,5

4(5)

4(5)

4(6)

Lungimea min.a aliniamentului dintre curbele de sens contrar [m] 50

35

20

15

Viteza de circulaţie maximă pe curba principală [km/oră] 25

25

15 10

Amplasarea serpentinelor

Prevalează configuraţia terenului. Se mai ţine seama de volumul de transport, ceea ce hotărăşte, cel mai adesea, razele serpentinei. Se începe printr-un studiu pe un plan cu curbe de nivel. Se fixează raza curbei principale. Pe laturile unghiului de poligon, se studiază amplasarea vârfurilor unghiurilor curbelor auxiliare, având grijă să fie suficient de depărtate pentru a nu se suprapune platformele. Urmează aliniamentele de redresare şi racordările auxiliare. Linia roşie va trebui să asigure diferenţa de nivel, dar şi să respecte declivitatea maximă admisă. Se va urmări minimizarea volumelor de terasamente.

Page 19: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Drumul în plan vertical poate fi studiat prin intermediul profilelor longitudinal şi transversal.

Studiul drumului în profil longitudinal constă, în principal, în studiul liniei roşii. Acest studiu este interdependent de studiul traseului şi de cel al profilelor transversale. Cerinţe pentru linia roşie: respectarea declivităţilor maxime admise; volume minime de terasamente cu posibilitate de compensare; poziţionarea punctelor sau a cotelor obligatorii; asigurarea unui pas de proiectare conform normativelor; Pentru aliniamente şi curbe cu raze mari, declivităţile admisibile variază între 7% (pentru 50km/h) şi 9% (pentru 10km/h) la transport în plin, respectiv 8% şi 12% pentru aceleaşi viteze dar la transport în gol. La raze sub 50m declivităţile se reduc cu până la 3%.

Se va avea grijă la sporirea declivităţii totale prin suprapunerea declivităţii în lung cu cea transversală la curbele amenajate în spaţiu. Declivitatea minimă este impusă de asigurarea scurgerii apelor (min. 0,5%). Cotele terenului se determină topografic. Distanţa între două puncte vecine în care se determină cota, nu va depăşi 50m în terenurile accidentate şi 100m în regiuni de şes. Cotele proiectului se determină grafic faţă de linia planului de comparaţie în punctele de schimbare a declivităţii, iar în rest, pe bază de calcul în funcţie de declivitatea adoptată. Cotele de lucru sunt diferenţele între cotele proiectului şi cele ale terenului. Pasul minim de proiectare variază între 100m (pentru 50km/h) şi 20m (pentru 10km/h). Dacă există racordări verticale, pasul minim de proiectare trebuie să depăşească suma tangentelor curbelor alăturate de racordare.

Pe pod şi pe câte 20m înainte şi după, se va asigura palier. Se recomandă ca linia roşie să coboare cu declivitate mică spre pod din ambele capete. De asemenea cotele din prejma podului trebui să fie cu cel puţin 0,50m mai sus decât nivelul apelor extraordinare.

Racordările verticale sunt obligatorii doar dacă diferenţa dintre declivităţile vecine depăşeşte anumite limite. Exemplu: v=50, 40, 25 km/h - racordările obligatorii sunt pentru diferenţe algebrice de peste 4% a declivităţilor; pentru v=20, 15, 10km/h obligativitatea racordărilor apare la diferenţe de peste 5%.

Tabel 2.2 Elementele geometrice în profil longitudinal ale drumurilor forestiereElementele geometrice

U.M. Viteza de proiectare [km/oră]

50 40 25 20 15 10Rampa maximă la trransportul în plin % 7 7 8 9 9 9

Rampa maximă la transportul în gol % 8 9 10 11 12 12

Pasul minim de proiectare m 100 80 50 40 30 30

Distanţa de vizibilitate m 90 70 40 30 20 20

Raza minimă a curbei de racordare convexă m

1300 1000 300 200 150 100

Page 20: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Raza minimă a curbei de racordare concavă

m 700 400 200 150 80 80

Puncte de cotă obligată rezultă din impuneri date de configuraţia terenului sau de exigenţe constructive ale căilor de comunicaţii (încrucişarea cu alte drumuri sau căi ferate, posibilitatea traversării cursurilor de ape, nivelul faţă de acestea, cotele rampelor de acces la pod, gabarite, declivitatea impusă liniei roşii pe poduri, impuneri privind locurile de schimbare a declivităţilor liniei roşii pe poduri etc.).

Drumul în profil transversal Gabaritul de liberă trecere reprezintă conturul transversal drumului, ce trebuie asigurat pentru o circulaţie în condiţii de siguranţă. Are următoarele dimensiuni: înălţime – 5,00m; lăţime – lăţimea căii la care se adaugă câte 40cm de o parte şi de alta. Se mai lasă şi următoarele spaţii: în vecinătatea gardurilor sau clădirilor – 2,50m;

Faţă de axa unei căi ferate normale – 4,75m; faţă de axa unei căi ferate înguste – 4,00m.

Lăţimea căii (şi a platformei) sporeşte pentru declivităţi mai mari de 9% cu 0,25m la cale şi 0,50m la platformă. Forma părţii carosabile poartă denumirea de bombament. Bombamentul poate fi curb pentru drumurile pietruite pe care circulă căruţe, acoperiş pentru îmbrăcăminţi moderne, acoperiş cu treimea mijlocie curbă la drumuri cu îmbrăcăminţi nerigide, convertit, supraînălţat sau streaşină la drumurile de versant (înclinarea se dă către versant, niciodată invers). Bombamentul se măsoară prin raportul dintre săgeata în ax şi lăţimea părţii carosabile şi are valori cuprinse între 1/40 şi 1/200. Pantele transversale ale bombamentului sunt în funcţie de tipul de îmbrăcăminte şi de declivitatea longitudinală. Cu cât declivitatea longitudinală este mai mare, cu atât pantele transversale pot avea înclinări mai mici. Pantele transversale ale căii în aliniament au valori între 1,5% şi 4,5%.

Acostamentele încadrează calea şi au înclinarea transversală mai mare, de obicei, cu 1%, decât panta transversală a carosabilului. Au lăţimi între 0,375m şi 0,750m în funcţie de categoria de drum. Pentru protejarea acostamentelor se procedează la înierbare sau consolidare cu balast sau piatră spartă. Uneori se fac drenuri de acostament. Platforma are lăţimi, în funcţie de categoria drumului, între 3,50m şi 7,00m.

Banchetele se prevăd uneori la baza taluzurilor de debleu pentru a colecta pământul ce se desprinde de pe taluz şanţul.

Au lăţimi între 020m şi 0,50m, în funcţie de natura pământului în care este săpat debleul şi adâncimea săpăturii. Se prevăd la drumurile magistrale, iar la celelalte drumuri, doar dacă sunt săpate în rocă degradabilă;

Profile transversale de execuţie se întocmesc în picheţi şi prezintă configuraţia transversală a terenului şi a drumului.

Profilele de execuţie se fac pornind de la profilele transversale tip. Elemente

Page 21: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

geometrice ce se evidenţiază în profilele transversale tip: lăţime platformă, carosabil, acostamente, ampriză, zone laterale; înclinare taluze; declivităţi carosabil; declivităţi acostamente; profil transversal şanţ;

Elemente constructive ce se evidenţiază: materiale folosite în fiecare strat al sistemului rutier; tipul de pământ din terasament; grosimea fiecărui strat al sistemului rutier;

Tabel 2.3 Declivităţi transversale în aliniament în funcţie de tipul îmbrăcăminţii

Felul îmbrăcăminţii

Declivitatea [%] 0 - 1 1 – 3,5 Peste

3,5

Beton de ciment 2,5 2,0 1,5

Macadam 4,0 3,5 3,0

Pietruire simplă 5,0 4,0 3,0

Pavaj de piatră 3,0 2,5 2,0

Caracteristicile geometrice şi constructive ale profilelor transversale RambleuriÎnălţimea rambleurilor Condiţiile pentru stabilirea înălţimii rambleurilor sunt

următoarele: pământul din pat să nu fie afectat de umiditate cauzată de apele de inundaţie sau de ascensiunea capilară.

Tipuri de înălţimi: în regiuni uscate cu ascensiune capilară neglijabilă înălţimea rambleurilor poate fi de 20…30cm, recomandat 70…150cm. În vecinătatea lucrărilor de artă sau în zonele inundabile cota platformei va depăşi cu minimum 50cm nivelul apelor extraordinare, fiind sporită şi cu valoarea remuului şi cu înălţimea valurilor dacă este cazul.

Înclinările taluzurilor de rambleu La rambleurile aşezate pe terenuri de fundare cu capacitate portantă satisfăcătoare taluzurile vor avea înclinarea 1:1,5 până la înălţimea de maximum 6…10m stabilită în funcţie de natura pământului din rambleu; Pentru rambleuri ce depăşesc înălţimea din tabel, dar nu-s mai înalte de 12m, înclinarea taluzurilor va fi tot de 1:1,5 pe înălţimea din tabel, măsurată de la platformă către în jos, iar pe restul înălţimii înclinarea va fi de 1:2.

Înălţimile maxime ale taluzurilor de rambleu au valori între 6 şi 12m, în funcţie de caracteristicile pământurilor, iar atunci când depăşesc 12m este necesară întreruperea taluzului prin berme.

Amenajarea bazei rambleurilor

Se face în funcţie de panta terenului natural. Pentru pante transversale ale bazei rambleului sub 1:5 se îndepărtează doar stratul vegetal; pentru pante de 1:5…1:3 se prevăd trepte de înfrăţire cu lăţimi de cel puţin 1m şi pante de 2% în sensul pantei

Page 22: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

terenului; pentru înclinări ale terenului de peste 1:3, se recurge la ziduri de sprijin, pereţi din palplanşe sau din coloane joantive, pământ armat sau ranforţi.

DebleuriLa debleuri prevalează asigurarea colectării şi evacuării apelor de suprafaţă. La

debleuri cu adâncimi sub 12m înclinările sunt funcţie de tipul de pământ; Lăţimea banchetei, numai la debleuri mai adânci de 2m este de 0,25…0,50m; Dacă pământul este multistrat se adoptă înclinări diferite pe adâncimea taluzului.

Înclinările taluzurilor de debleu sunt între 1:1,5 până la vertical sau chiar în consolă, în funcţie de caracteristicile pământului.

Profile transversale mixte

Este necesară, uneori, realizarea unei camere de priză, mai ales atunci când taluzul dinspre amonte al drumului este de înălţime redusă, în rest, sunt valabile prevderile de la profile în umplutură respectiv, săpătură.

Amenajarea curbelor în cele trei planuri

Principalele amenajări ale curbelor sunt: supralărgirea; eventuala înlocuire a profilului transversal cu două pante, cu profil transversal convertit sau supraînălţat; inserarea curbelor progresive şi a rampelor supraînălţării între aliniament şi viraj; amenajări specifice curbelor succesive;

Raze caracteristice (convenţionale) sunt razele ale căror valori fac separarea între diverse tipuri de amenajări în spaţiu ale curbelor. Astfel: raza recomandabilă este raza a cărei valoare nu impune amenajări în spaţiu ale profilului transversal(evident, nici curbele cu raze mai mari ca raza recomandabilă). Curbele al căror raze sunt mai mici necesită convertirea profilului transversal. raza curentă este cea mai mică rază care impune convertirea profilului transversal. Pentru curbele cu raze mai mici ca raza curentă se impune supraînălţarea profilului. raza minimă este este cea mai mică rază permisă.

Tabel 2.4 Razele caracteristice la drumurile forestiere

Razele caracteristice [m] Viteza de proiectare [km/ora]

50 40 25 20 15 10

Raza recomandabila 340 200 80 50 30 30

Raza curenta 170 100 40 25 15 15

Raza minima 85 50 20 15 13 13

Page 23: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Tabel 2.5 .Declivitatile transversale uniceRaza curbei[m]

Panta transversala unica [%] pentru vitezele de proiectare [km/ora]

50 40 25 20 15 10 10 4,5 4,0 15 5,5 3,0 3,0 20 6,0 4,5 25 5,0 3,0 30 4,0 40 3,0 50 6,0

60 5,0 80 6,0 4,0 100 5,5 3,0 120 4,0

140 3,5 170 3,0

Mişcarea pământurilor

Calculul suprafeţelor profilelor transversale

Metodele geometrice constau în împărţirea suprafeţelor profilelor transversale în suprafeţe elementare regulate. .

Calculul volumelor de lucrări terasiere

Se determină suprafeţele profilelor transversale în picheţi, separat pentru rambleu, debleu, precum şi pe categorii de pământ.

În metoda distanţelor aplicabile, relaţia este

următoarea: , în care Vn –

volumul aferent pichetului n; Sn – suprafaţa

Page 24: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

profilului transversal din pichetul n; dn-1, dn – distanţele adiacente profilului n; -

distanţa aplicabilă.

Cuantificarea mişcării pământurilor „După Tabel”

Cu datele de mai sus se alcătuieşte un tabel, după care se parcurg următoarele etape:

-compensarea transversală în acelaşi profil; -compensarea longitudinală a excedentelor de debleu cu cele de rambleu; -calculul distanţelor de transport care sunt diferenţele poziţiilor hectometrice ale

profilelor ce se compensează, în condiţiile în care volumele se consideră a fi concentrate în respectivele profile.

Se folosesc noţiunile: moment de transport care este volumul de transport x distanţa de transport; distanţa medie de transport: suma momentelor de transport / suma volumelor de transport.

Infrastructura drumurilor

Regimul hidrotermic al terasamentelor

Condiţii hidrologice favorabile: îmbrăcăminte modernă în stare bună; acostamente impermeabile; şanţuri sau rigole impermeabilizate; scurgerea apelor de pe terenul înconjurător asigurată; nivelul apelor subterane - N.A.S. sub nivelul critic - hcr

Condiţii hidrologice mediocre: îmbrăcăminte modernă în stare satisfăcătoare; acostamente impermeabilizate pe cel puţin lăţimea benzilor de încadrare; şanţuri şi rigole cu funcţionare corespunzătoare, de preferinţă impermeabilizate; scurgerea apelor asigurată pe terenul din vecinătatea drumului, inclusiv la rambleele cu înălţimi de peste 3,0m, în caz că se află într-o zonă depresionară unde apele staţionează.; nivelul apelor subterane - N.A.S. la o adâncime mai mare de hcr

Condiţii hidrologice defavorabile: îmbrăcăminte rutieră modernă dar degradată; îmbrăcăminte din macadam; pavaje din piatră brută, bolovani sau împietruire; şanţuri şi rigole neimpermeabilizate cu funcţionare necorespunzătoare; scurgerea apelor de pe terenul vecin neasigurată (această condiţie nu se aplică la ramblee mai înalte de 3,0m); nivelul apelor subterane la o adâncime mai mică de hcr;

Măsuri care acţionează asupra factorului hidrologic: Executarea terasamentelor în rambleu pentru ca N.A.S. să se situeze sub adâncimea de îngheţ în complexul rutier. coborârea N.A.S. prin drenuri ; prevederea lucrărilor de colectare - evacuare a apelor; impermeabilizarea acostamentelor, şanţurilor şi rigolelor; Impermeabilizarea taluzului drumului de-a lungul unui curs de apă; interceptarea infiltraţiilor de apă din amonte prin drenuri pe sectoarele de drum în debleu sau în profil mixt.

Măsuri ce trebuie luate asupra drumurilor în cazul în care nu se poate acţiona asupra condiţiilor hidrologice: îngroşarea stratului de fundaţie de balast sau prevederea unui strat anticapilar şi drenant; prevederea, la partea superioară a terasamentului a unui strat de formă alcătuit din materiale rezistente la îngheţ – dezgheţ; prevederea la partea inferioară a sistemului rutier a unui strat termoizolant;

Determinarea capacităţii portante a terasamentelor

Page 25: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Capacitatea portantă a terenurilor de fundare

Tabel 2.6. Rezistenţa la compresiune simplă - Qs

Tip argilă Qs [kg/cm2]Foarte moale 0,25Moale 0,25-0,50Consistenţă mijlocie 0,50-1,0Consistentă 1,0-2,0Foarte consistentă 2,0-4,0Tare 4,0

Se face referire la depăşirea stării limită de deformaţie, concretizată prin tasări şi lunecări peste limitele admise.

Modulul de deformaţie – [daN/mm2], în care :

p – presiunea specifică transmisă cu o placă rigidă de diametru – D ;s – tasarea absolută [mm];

- tasarea relativă;

- coeficient ce ţine seama de natura pământului (categoria pământului, condiţiile climatice şi regimul hidrologic). =1 pentru pământ omogen. =1,2 pentru pământ bistrat. =1,57 pentru pământ multistrat.

Categoriile de pământ din patul drumului, (P1,…,P5) sunt pentru pietrişuri, nisipuri, prafuri şi argile şi au indicii de plasticitate între 0 şi 20.

Stabilitatea terasamentelor

Deformarea şi/sau pierderea stabilităţii terasamentelor apare sub formă de tasări, refulări, surpări, dislocări, spălări şi afuieri. Un pământ bun pentru terasamente şi ca teren de fundare, trebuie să aibă rezistenţă mare la tăiere, să nu fie compresibil, să fie drenant şi să nu permită procese capilare. Sunt bune pentru terasamente, pământurile nisipoase, cu cel mult 20% argilă şi nisipurile îndesate. Nu sunt bune mâlurile, turbele şi pământurile vegetale. Celelalte pământuri pot fi folosite dacă sunt bine compactate şi protejate împotriva apei.

Lucrări de apărare – consolidare

Protejează drumul împotriva umezelii cauzate de cursurile de apă, de ploaie sau de dezgheţ, asigură colectarea şi evacuarea apelor de suparafaţă şi coborârea apelor subterane, precum şi sprijinirea şi protecţia taluzurilor. Din această categorie fac parte: şanţurile şi rigolele, şanţurile de gardă şi lucrări de sprijinirea sau protecţia taluzurilor.

Page 26: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Şanţuri şi rigole

Evacuarea apei la şanţuri şi rigole se face prin descărcare pe versanţi, în lacuri de evaporare sau prin infiltrare prin fundul şanţului şi apoi scurgere prin drenuri. Distanţa între punctele de descărcare se recomandă de 250…400m la şanţuri şi 100…20m la rigole. Pentru şanţuri protejate înclinarea longitudinală trebuie să fie 0,1%... 8%, iar pentru cele neprotejate 0,3%...4%. Panta longitudinală trebuie să asigure scurgerea longitudinală a apei. Dimensiunile secţiunii transversale ale şanţurilor se determină prin calcul hidraulic.

Şanţuri de gardă - se prevăd atunci când panta transversală a terenului natural este mai mare de 1:10.

Fundul şanţului trebuie să se găsească la min. 10cm sub sistemul rutier, iar la drumurile de pământ cu cel puţin 30cm sub platformă.

Protecţia taluzurilor

Se face prin: înierbare obţinută prin însămânţare, sau prin utilizarea pământului vegetal îndepărtat de la baza terasamentelor sau cu brazde recoltate de pe terenurile vecine. Se mai folosesc cleionaje, arbuşti; acoperirea cu nuiele sau fascine şi pereerea cu piatră brută sau cu dale din beton;

Sprijinirea taluzurilor versanţilor din amonte de drum şi a taluzurilor drumului se face cu ziduri de sprijin. Acestea pot fi din gabioane, din beton, beton armat, zidărie etc.

În figura de mai sus: hs=0…6m; He=1…5m; a=0,50…1,25m; b=0,55…1,80m;

Page 27: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

4. Trasee

Generalităţi

Traseul fiind, conform definiţiei, o linie în spaţiu, este alcătuit, în proiecţie orizontală, dintr-o succesiune de aliniamente şi curbe, din care vor rezulta axa viitorului drum şi planul său de situaţie, iar în proiecţie verticală este alcătuit dintr-o succesiune de paliere, rampe (urcuşuri) şi pante (coborâşuri), din care va rezulta profilul longitudinal al drumului.

Recomandări pentru stabilirea traseului

În principiu, traseul unui drum forestier trebuie să asigure accesibilizarea de teren pentru care a fost proiectat, dar să aducă neajunsuri ecologice minime;

În detaliu, recomandările sunt cele ce urmează: Să treacă prin locurile avantajoase privind amplasarea buclelor sau a

staţilor de întoarcere, traversarea cursurilor de ape şi a unor eventuale căi de comunicaţie, racordarea cu alte căi de comunicaţie. Unele dintre aceste puncte se constituie în puncte obligate. Prin unirea punctelor obligate se obţine o linie frântă care se numeşte linie călăuză;

Să fie cât mai apropiat de linia călăuză, căci astfel va fi mai scurt şi, în general, mai ieftin;

Să aibă cât mai puţine curbe iar cele stabilite să aibă raze cât mai mari; Să se evite rampele pierdute. Prin rampe pierdute se înţeleg diferenţele de

nivel care apar suplimentar faţă de diferenţa de nivel ce trebuie învinsă. Pentru evitarea, pe cât posibil, a rampelor pierdute care conduc la un consum inutil de energie, linia roşie trebuie fixată cât mai aproape de linia călăuză (linia dreaptă care uneşte, în profil în lung, punctele extreme ale traseului).

Evitarea declivităţilor izolate de valoare ridicată care pot limita viteza de circulaţie sau încărcarea vehiculelor;

Să conducă la compensarea mişcării terasamentelor şi mecanizarea acestora;

Se vor evita zonele foarte umede şi cele cu nivelul ridicat al apelor subterane;

Se va evita crearea, prin construirea drumului, a unor depresiuni locale închise, iar atunci când nu se pot evita astfel de depresiuni, se vor amenaja

Page 28: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

şanţuri şi podeţe pentru asigurarea evacuării apei de la baza taluzului drumului;

Pentru evitarea înzăpezirilor, traseul va forma un unghi de cel mult 300 cu direcţia vântului dominant.

Traversarea unui curs de apă în apropierea unei confluenţe va fi făcută în amonte de aceasta pentru evitarea producerii vârtejurilor;

Traversarea culmilor se va fac prin cele mai favorabile şei; Evitarea conurilor de dejecţie; Există conuri active la care albia torentului

este instabilă şi conuri de drenare la care albia torentului s-a stabilizat; La cele din urmă se poate face, totuşi, traversarea torentului, dacă nu poat fi evitată, dar se va prefera traversarea pe la vârful torentului. Aceasta mai impune amenajarea unor trepte de fund pentru pante mari şi camere de depunere în amonte, precum şi baraje de reţinere, împăduriri etc.

Criterii în stabilirea traseelor

Stabilirea traseului este o etapă foarte complexă care reuneşte criterii economice, tehnice, sociale, strategice şi turistice.

Criterii economice

Se referă la funcţiile pe care trebuie să le îndeplinească drumul proiectat, precum şi la eficienţa economică a soluţiei de traseu adoptate Astfel, se vor analiza:

Orientarea generală a traseului; Legarea punctelor obligate; Racordarea cu diverse alte căi de comunicaţii; Valoarea prezumată a investiţiei iniţiale; Prezumtivele cheltuieli în exploatare, inclusiv cele de întreţinere,

reparaţie şi eventuale reabilitări şi/sau modernizări (drumul este o constucţie cu o durată lungă de viaţă);

Criterii tehnice

Relieful; Caracteristicile geotehnice; Caracteristicile hidrologice; Caracteristicile climatice;

Dat fiind numărul mare de criterii tehnice, se impune folosirea unor analize multicriteriale.

Trasarea în diverse condiţii de relief

Configuraţia terenuliui natural determină conducerea unui traseu, dar şi valorile limită pentru elementele sale geometrice, volumul de terasamente şi de lucrări de artă.

Din punct de vedere rutier relieful oate fi caracterizat astfel:

Page 29: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Tabel 2.7 (Zarojanu şi Popovici, 1995)Tipul de relief

Caracteristici Diferenţe de cote pe km [m/km]

Pante transversale

Uşor (şes) Întinderi mari plane sau declivităţi mici

Albii largi şi puin adânci

≤40 1/30…1/15

Mijlociu (dealuri mici)

Întinderi cu relief ondulat, văi bine conturate, depresiuni rare

40…70 1/5…1/5

Greu (deluros sau muntos)

Relief accidentat cu văi şi râpe

70…100 1/5…3/1

Foaret greu (defileu)

Relief foarte accidentat cu versanţi abrupţi, văi numeroase şi adânci

≥100 3/1…10/1

Din condiţii de relief se pot face următoarele observaţii şi recomandări: La trasee de şes: aceste terenuri sunt caracterizate de mari întinderi plane,

declivităţi mici, albii largi şi puţin adânci, diferenţe între cote sub 40m/km de traseu şi pante transversale între 1/30 şi 1/15. În consecinţă, traseele vor avea aliniamente lungi, curbe puţine şi cu raze mari şi foarte apropiate de linia călăuză, da la care se se abat doar pentru a evita zonele mlăştinoase, eventuale suprafeţe agricole etc. De menţionat că aliniamentele mai lungi de 4km obosesc prin monotonie pe conducătorul auto şi trebuie evitate. Profilele transversale se recomandă să fie în umplutură deoarece, dacă sunt necesare şanţuri, scurgerea apelor este foarte greu de realizat. De asemenea, deoarece, în general, în aceste regiuni nivelul apelor subterane este aproape de suprafaţă, ceea ce limitează adâncimea şanţurilor;

Trasee de vale: Sunt cele mai recomandate. Se desfăşoară în albia majoră a râurilor, pe terasele din lungul văilor sau la baza unuia din versanţii laterali. La acest tip de trasee problema principală este alegerea versantului pe care să se desfăşoare traseul. Astfel, dacă un singur versant este împădurit, traseul se va desfăşura la piciorul acestuia. Dacă ambii versanţi sunt împăduriţi până la bază, traseul va trebui desfăşurat cât mai aproape de firul văii, având grijă ca platforma să se găsească cu cel puţin 50 cm deasupra nivelului apelor extraordinare, ţinându-se seama de poziţia punctelor obligate faţă de firul văii, de care versant este mai puţin înclinat, de numărul afluenţilor, de evitarea conurilor de dejecţie, de alegerea versantului cel mai stabil din condiţii geologice şi geotehnice, de alegerea versantului cel mai însorit şi mai expus vânturilor.

Page 30: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Avantajele traseelor de vale: Urmăresc cel mai bine direcţiile naturale de scurgere ale materialului lemnos. Sunt drumuri axiale naturale într-o reţea de drumuri forestiere. Balastierele sunt în preajmă. Nu sunt înzăpezibile, fiind ferite de versanţii care le flanchează.Dezavantaje: Necesită o asigurare suplimentară a drumului împotriva inundaţiilor. Afluenţii cursului de apă în lungul căruia se desfăşoară traseul sunt intersectaţi de către drum în apropiere de vărsare unde sunt mai largi şi necesită lucrări de artă mai de amploare, apărări de maluri etc. Adesea sunt de evitat zone mlăştinoase. Uneori, amplasarea drumului pe o terasă poate fi mai dezavantajoasă decât amplasarea la piciorul versantului. La piciorul versantului pantele transversale sunt mai mici, iar la baza teraselor se află, adesea, izvoare care trebuie rezolvate.

Pentru a nu avea traverări repetate şi frecvente ale aceluiaşi curs de apă, se poate recurge la lucrări de „corectare a albiei”. Alteori, traversarea frecventă a cursului de apă în valea căruia se află drumul, poate fi cauzată de urmărirea malului cel mai stabil.

Trasee de culme: Se desfăşoară în lungul culmilor sau pe platourile care separă bazine hidrografice vecine. Aceste trasee vor trebui să treacă prin şei, să ocolească piscurile intermediare şi obârţia văilor. Au declivităţi reduse, dar panouri scurte din cauza deselor schimbări de declivitate.

Avantajele traseelor de culme: Au puţine curbe, iar cele existente au raze mari.Au puţine lucrări de artă. Desele schimbări de declivitate asigură compensarea terasamentelor care, oricum, sunt, în general, de volum destul de mic. Prezintă condiţii hidrologice favorabile, fiind ferite de acţiunea apelor de suprafaţă şi

de adâncime. Prin puţine lucrări de terasamente, se pot obţine profile transversale de rambleu, cu toate avantajele ce decurg.

Dezavantaje: Sunt înzăpezibile, mai ales când nu sunt împădurite.

Trasee de coastă: Sunt caracteristice deschiderilor masivilor păduroşi. De asemenea când se doreşte o deschidere cât mai uniformă prin împărţirea

Page 31: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

versantului sau când se doreşte accesibilizarea unei suprafeţe păduroase care nu coboară până la fundul văii. Traseele de coastă leagă, de regulă, două puncte situate pe acelaşi versant la cote diferite. Astfel, declivitatea devine un criteriu deosebit de important la fixarea traseului drumurilor de aceste tip. Tot din acest motiv se ajunge, uneori, la serpentine. Acestea pot conduce însă, la distanţe de colectare diferite. Profilul transversal caracteristic este cel mixt care uneori necesită ziduri de sprijin. Bine este să fie o parte cât mai mare a profilului transversal în debleu, unde terenul este cel natural, suficient de stabil. Adesea, însă, nu este economic. Tot profil transversal de debleu se preferă şi atunci când înclinarea straturilor este în sensul unei posibile alunecări. Tot pericolul de alunecare poate creea necesitatea unui profil transversal mixt, aceasta atunci când se apreciază că situaţia geologo-geotehnică impune limitarea secţionării straturilor prin săpare. Se vor prevedea în acest ultim caz ziduri de sprijin. Se va evita conducerea traseului pe versanţi nestâncoşi cu pante transversale mai mari de 1:5. Dacă nu se poate se vor prevedea ziduri de sprijin. Traversarea cursurilor de apă poate fi făcută pe la obârşie, pentru a avea lucrări mici de terasamente, dar şi traversări multe şi traseu destul de lung. Cel mai adesea, se recomandă să se aleagă locul de traversare, care va fi între două sectoare de trasee de coastă.

Cel mai adesea, se recomandă să se aleagă locul de traversare, care va fi între două sectoare de trasee de coastă.

Trasee de trecere între două bazine: traversează cumpăna apelor, ceea ce constituie şi problema centrală a acestui tip de traseu, mai cu seamă în regiuni accidentate, în sensul dificultăţii alegerii punctelor de trecere. Şeile de cote mici sunt favorabile dacă sunt în apropierea liniei călăuze. Uneori, poate fi favorabilă ocolirea culmii, căci traversarea ei înseamnă şi rampă pierdută. De o parte şi alte a traversării propriu-zise se desfăşoară trasee de coastă..

Page 32: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Indiferent de tipul de traseu, se va încerca să se evite următoarele zone nefavorabile:

Zonele cu alunecări; Mlaştinile; Zonele cu nivel ridicat al apelor subterane; Zonele inundabile;

Trasarea în diverse condiţii geologice, hidrogeologice şi geotehnice

În alegerea variantei optime de traseu va trebui să se ţină seama şi de terenul de fundare şi de pământurile ce se vor folosi în umpluturi. Structura geologică a terenului de fundare dă indicaţii privind stabilitatea viitorului drum, iar pământurile ce vor fi folosite în umpluturi hotărăsc, în mare măsură, metodele de execuţie şi cele de consolidare. De asemenea informaţiile de natură geologică, mai ales la drumurile amplasate pe versanţi, arată pericolul de alunecări la care va fi, sau nu, expus viitorul drum , dat fiind faptul că, adesea, pot fi întâlnite terenuri cu straturi permeabile la suprafaţă şi impermeabile dedesubt.

Strat permeabil

Strat impermeabil

Page 33: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Este necesar să se ştie dacă există intercalaţii de argilă între straturi care, prin înmuiere, pot conduce la formarea planurilor de alunecare. În regiuni muntoase, trebuie acordată mare atenţie versanţilor cu grohotişuri. Grohotişurile, după gradul lor de mobilitate, pot fi:

Active (se mişcă); pot fi recunoscute după lipsa vegetaţiei; Pe cale de stingere; pot fi recunoscute după vegetaţia ierboasă şi

tufărişuri; Stinse; acestea sunt acoperite de vegetaţie sau chiar împădurite.

Primele două categorii de versanţi trebuie evitate în amplasarea drumurilor.

Etape în stabilirea traseului

1. Studiul planurilor şi a hărţilor care cuprind amplasamentul viitorului drum (etapă de birou); În cazul că acestea nu există sau nu sunt corespunzătoare, se identifică pe hartă o fâşie de 40…60 m lăţime pe care, în teren, se face o ridicare topografică finalizată prin trasarea curbelor de nivel. Pentru aceasta, se poate recurge la împărţrea fâşiei în triunghiuri în care fiecare vârf să constituie pe cât posibil, un punct reprezentativ pentru situaţia din teren (culmi, funduri de albii, muchii de maluri etc.), cărora li se determină coordonatele în plan şi cotele absolute. Se reprezintă (etapă de birou) pe plan aceste puncte la o scară convenabilă şi se unesc puntele care au aceeaşi cotă în vederea trasării curbelor de nivel. Pentru porţiuni în care lipsesc punctele care interesează, se poate recurge la interpolare.

2. Confruntarea cu terenul pentru eventuala actualizare (etapă de teren);3. Schiţarea pe hărţi (sau pe planuri cu curbe de nivel, dacă se dispune de aşa

ceva) a unor variante de studiu ale viitorului traseu (etapă de birou);4. Verificarea la teren a posibilităţii reale ca variantele să treacă prin locurile

unde au fost schiţate. Se culeg informaţii climatice, hidrologice, geologice şi geotehnice(etapă de teren):

5. Eventuala materializare provizorie pe teren pentru un studiu comparativ la teren;

6. Alegerea variantei definitive cu materializarea prin ţăruşi (etapă de birou + teren). Punctele materializate prin ţăruşi se numesc picheţi şi sunt punctele cărora li se determină cota pentru a apărea în profilul în lung şi totodată cele în care se întocmesc profile tansversale;

Studiul traseelor pe planuri cu curbe de nivel

Se recomandă folosirea de planuri întocmite la scara 1:1000 cu echidistanţa de 1m.

Page 34: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

La traseele de şes, în general, nu sunt probleme, trebuind doar să se ocolească zonele umede. La traseele din regiuni accidentate principala problemă o constituie învingerea declivităţilor. Adesea, este necesară aplicarea procedeului axei zero.

Procedeul axei zero

Constă în căutarea unui traseu cu declivitate constantă în care axa drumului să urmărească nivelul terenului, obţinând astfel cote de lucru nule;

Fie i% declivitatea ce trebuie menţinută constantă.Fie e echidistanţa curbelor de nivel;Fie l distanţa fixată ce trebuie menţinută neschimbată (cu ajutorul unui compas) şi

care se poate măsura pe plan între două curbe de nivel vecine.

Din figura de mai sus se observă că:

Deoarece poligonului de bază va trebui să i se racordeze unghiurile prin curbe, traseul va suferi scurtări. Va trebui, deci, să sporim distanţa l cu 10%, ceea ce se consideră că oferă o aproximare convenabilă a creşterilor de declivitate cauzate de scurtarea traseului.

Se obţin mai multe variante (vezi figura de mai jos) din care se alege cea mai avantajoasă (de obicei cea mai apropiată de linia călăuză)

Varianta obţinută (care este o linie frântă cu segmente scurte) constituie ghidul traseului. Această linie se înlocuieşte cu segmente mai lungi, obţinându-se poligonul de bază.

Page 35: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

După racordarea unghiurilor poligonului de bază se poate face hectometrarea traseului, dar se recomandă, ca mai întâi, să se facă şi un profil longitudinal, de studiu, al terenului şi o evaluare a volumelor de terasamente.

În prejma podurilor, ghidul traseului se opreşte la acea curbă de nivel care indică înălţimea necesară deasupra văii, reluându-se de pe celălalt mal de la aceeaşi cotă.

Trasarea directă

Se face când nu se dispune de un plan cu curbe de nivel, sau atunci când timpul întocmirii proiectului este foarte scurt. Dă rezultate bune în cazul traseelor de culme sau a celor de vale unde sunt mai puţine variante.

Se procedează în felul următor: Se folosesc informaţiile existente despre direcţia generală a traseului sau,

dacă acestea nu există sau nu sunt suficiente, se încearcă alegerea pe hartă a unui prim traseu.

Se stabileşte declivitatea maximă; Se încearcă, în teren, fixarea unor aliniamente cât mai lungi. Se măsoară unghiurile dintre aliniamente (pe virtuala linie a proiectului),

distanţele (cu teodolitul) şi se verifică declivităţile (măsurând unghiuri verticale cu aparatul topo sau citind declivitatea direct cu clizimetrul)

Dacă e posibil, se apreciază şi razele curbelor şi cunoscând unghiurile din vârfurile poligonului de bază, se apreciază elementele curbelor;

Se face nivelment transversal cu nivela sau cu lata şi bolobocul în punctele jalonate (cca 20…40m) de o parte şi de alta axei ;

La birou se fac calcule precise cu datele din teren, se trasează provizoriu pe plan axa drumului şi se întocmeşte un profil longitudinal provizoriu, obţinându-se o imagine de ansamblu care permite analizarea lungimilor aliniamentelor, paşii de proiectare şi elementele curbelor;

Eventualele modificări ale traseului impun revenirea la teren şi rejalonarea;

Page 36: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Clasificarea drumurilor în funcţie de criteriile legate de traseu

După relieful regiunii în care se amplasează drumul: Drumuri de şes (au altitudinea de până în 150m); Drumuri de deal (altitudinea 150…300m); Drumuri de munte;

După amplasare: Drumuri de vale (sunt amplasate în lungul văii unui curs de apă permanent) şi pot

fi la baza versantului sau pe una din terasele văii; Drumuri de versant (de coastă), se desfăşoară pe un versant; Drumuri de culme. Se află în apropierea cumpenei apelor; Drumuri de trecere dintr-un bazin în alt bazin. Sunt drumuri ce traversează o

culme; Drumuri de versant etajat. Sunt drumuri ce se desfăşoară pe un versant urmărind

curba de nivel; Drumurile de centură. Urmăresc liziera pădurii sub forma unui drum de versant;

Podeţe

Cele mai folosite sunt cele tubulare şi cele dalate.

Podeţ tubular îngropat în terasament.

Se folosesc pntru descărcarea şanţurilor sau rigolelor pe partea opusă drumului sau pentru a face posibilă trecerea unui curs de

apă permanent sau torenţial.

5. Suprastructura drumurilor

Începând de la suprafaţă către adâncime, drumul este alcătuit dintr-o parte consolidată – corpul drumului care trebuie să asigure repartizarea sarcinilor din trafic astfel încât la nivelul patului capacitatea portantă să nu fie depăşită. Corpul drumului este aşezat pe suprafaţa amenajată a terasamentului-patul drumului. Sistemul rutier este ansamblul de straturi care formează corpul drumului. Zona activă a terasamentului este reprezentată de pământul din terasament pe adâncimea căruia se resimte efectul sarcinilor mobile (0,50…1,20m). Complexul rutier este alcătuit din zona activă plus corpul drumului.

Page 37: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Straturile sistemelor rutiere. Funcţiuni

Îmbrăcămintea poate fi alcătuită dintr-un singur strat sau din două, caz în care primul strat, poartă denumirea de strat de uzură, iar cel de-al doilea strat de rezistenţă. Îmbrăcămintea preia solicitările tangenţiale produse de roţi (inclusiv frânare, accelerări) şi transmite stratului de bază numai solicitările de compresiune, deoarece eforturile unitare tangenţiale scad substanţial cu adâncimea. De asemenea preia suprasarcinile verticale dinamice. Suportă acţiunea agenţilor atmosferici. Dacă îmbrăcămintea are grosime şi rigiditate suficiente, ea contribuie prin „efect de dală” la răspunsul la solicitări ale celorlalte straturi prin repartizarea sarcinilor pe o suprafaţă mai întinsă.

Stratul de bază rezistă la solicitările verticale, destul de concentrate ce i s-au transmis de către straturile de deasupra, şi le repartizează fundaţiei fără a depăşi portanţa acesteia sau a patului, atunci când nu se prevede strat de fundaţie. În acest din urmă caz, stratul de bază se numeşte „strat portant”

Straturile de fundaţie preiau încărcările de la stratul de bază şi le repartizează patului. Uneori se prevăd mai multe substraturi de fundaţie. Acestea trebuie, în mod obligatoriu, să fie alcătuite din materiale drenante. Se recomandă ca între fundaţie şi pat să existe un strat filtrant de 10…15cm care să dreneze apele meteorice care, eventual, s-au infiltrat. De asemenea acest strat are rolul de a opri capilaritatea, precum şi amestecarea materialelor din sistemul rutier cu argila din pat şi, în fine, împiedicarea îngheţului de a pătrunde până la pat.

Unele din aceste straturi pot lipsi sau, dimpotrivă, un anumit tip de strat poate fi alcătuit, la rândul său, din mai multe straturi

Patul trebuie să aibă capacitate portantă suficientă; ceea ce se obţine prin compactare şi drenare corespunzătoare. Un pat bun este un pat nisipos.

Materialele de construcţie ale drumurilor forestiere

Terasamentele – din pământ; Sistemul rutier – agregat mare care este o piatră spartă sau un pietriş şi un

agregat fin care este o piatră spartă măruntă sau nisip. Agregatul mare şi cu cel fin alcătuiesc scheletul de rezistenţă al sistemului rutier

(agregatele minerale).

Acestora li se adaugă pulberea minerală reprezentată de filer sau var care împreună cu agregatele minerale formează mixtura minerală. Filerul se foloseşte pentru mărirea stabilităţii liantului hidrocarbonatat (bitumul).

Ultimul material de construcţie pentru sistemele rutiere este liantul (bitum sau ciment)

Tipuri de piatră folosite la drumuri

Page 38: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Piatra spartă este de preferat pietrei rotunde de râu. După dimensiuni şi după raportul acestora există:

Savura 0…8mm; Splitul 8…40mm; Piatra spartă propriu-zisă 40…90mm; Criblura 3…25mm;

Balastul (amestec natural de nisip şi pietriş) este foarte folosit la drumuri în general şi la drumurile forestiere în specisl deoarece este mult şi ieftin şi proprietăţi fizico-meacnice satisfăcătoare. Din motive de umezire şi îngheţ, trebuie să conţină părţi fine (φ<0,075mm) în cantitate mică. Fracţiunea 0…7mm poate fi în proporţie de 30..70mm şi cea de peste 2mm se recomandă a fi în proporţie de peste 30%. Balastul folosit la drumuri trebuie să aibă un coeficient de uniformitate sub 15.

Materialele de costrucţie folosite în îmbrăcămintea drumului influenţează aderenţa, contribuind la condiţionarea declivităţii maxime pe respectivele sectoare de drum.

Tabel 2.8 Tipuri de îmbrăcăminte în funcţie de declivitatea drumului

Declivitatea maximă [%]

Tipul îmbrăcăminţii

9,0 Beton asfaltic rugos

8,0 Pavaje piatră naturală fasonată

7,0 Beton de ciment

6,0 Beton asfaltic bogat în criblură

4,0…5,0 Mortar asfaltic

Tehnologii de realizare a unor straturi

Tehnologia stabilizării unui strat de pământ

Scarificarea pământului; Mărunţirea bulgărilor sau a blocurilor; Combinarea cu adausuri granulare pentru îmbunătăţirea granulometriei, şi/sau cu

substanţe chimice pentru îmbunătăţirea indicelui de plasticitate; Împrăştierea liantului (ciment, var, bitum) şi amestecarea (la uscat) cu pământul

mărunţit; Umezirea şi amestecarea la umed; Nivelarea şi profilarea amestecului; Compactarea pământului;

Page 39: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Luarea unor măsuri de protecţie în scopul consolidării viitoare;

Tehnologia realizării unui strat de macadam

Pregătirea fundaţiei prin corectarea denivelărilor şi pantelor; Aşternerea pietrei sparte de rezistenţă, de dimensiuni 40/60mm; Cilindrarea la uscat cu cilindri din ce în ce mai grei până nu se mai vede nici o

urmă a cilindrării; Aşternerea pietrei sparte de acoperire (împănare) cu dimensiuni de 15/25mm care

se stropeşte pentru a nu se face praf, dar şi pentru a se realiza o mai bună aderenţă;

Aşternerea în două reprize a materialului de agregaţie (savură, nisip grăunţos sau pietriş); cilindrarea acestuia;

Stropirea şi cilindrarea întregului strat; Protejarea prin acoperire cu savură sau cu nisip grăunţos în grosime de 1cm;

Îmbrăcămintea de macadam se încadrează lateral cu acostamente de piatră spartă necalibrată sau cu deşeuri de carieră (macadamul nu preia eforturile unitare tangenţiale);

Pentru a nu se pierde, în timp, fracţiunea fină, se poate face o înnisipare sau o silicatare sau o bituminizare.

Clasificarea drumurilor forestiere în funcţie de tipul de suprastructură

După gradul de perfecţionare tehnică:

drumuri naturale; drumuri de pământ - au calea executată din pământul existent care a fost stabilizat. Se recomandă drenuri şi pante cât mai pronunţate ale carosabilului pentru a împiedica stagnarea apei. Nu se utilizează decât pe vreme uscată; drumuri pietruite - au carosabilul din pietriş, balast, piatră spartă sau macadam; drumuri moderne - au carosabilul din macadam protejat, pavaje, beton asfaltic sau de ciment;

După perioada de exploatare:

drumuri cu îmbrăcăminţi provizorii – au durată de exploatare de până la 5 ani şi suportă un trafic redus (1000…1500t/zi). Pot fi: din pământ profilat sau cu granulometrie îmbunătăţită., cu pietruire simplă, din macadam ordinar; drumuri cu îmbrăcăminţi semipermanente -. suportă un trafic de 1500 –2500t/zi şi au o perioadă de exploatare cuprinsă între 5 şi 10 ani. Fac parte, în general, macadamurile; drumuri cu îmbrăcăminţi permanente - suportă un trafic de peste 2500t/zi şi au o perioadă de exploatare de peste 10 ani. Fac parte mortarele şi betoanele asfaltice, betoane de ciment etc.

Dimensionarea sistemelor rutiere nerigide

Se urmăreşte stabilirea numărului de straturi şi natura materialelor în funcţie de încărcările date de vehicule, capacitatea portantă a straturilor, intensitatea traficului, condiţiile climatice şi hidrologice ale amplasării drumului.

Page 40: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Metoda deformaţiei critice - se bazează pe echivalarea succesivă a sistemului multistrat cu un sistem bistrat. Este nevoie ca modulul de deformaţie echivalent al întregului complex rutier să

fie mai mare decît modulul de deformaţie necesar : ,

[daN/cm2], în care:

p – presiunea de contact roată – îmbrăcăminte;

- deformaţia critică relativă (=s/D), unde:

s – deformaţia critică admisă;

D – diametru cercului de contact;

k – factor de trafic care ţine seama de acumularea deformaţiilor remanente şi de caracterul dinamic al sarcinilor mobile; k=0,5+0,65lg(N), în care:

N – intensitatea traficului de calcul; (N=numărul vehiculelor etalon în 24 de ore);

- coeficient ce ţine seama de posibilitatea treceri roţilor pe aceeaşi urmă: (=1 pentru drumuri cu două benzi de circulaţie; =2 pentru drumuri cu o singură bandă de circulaţie);

- coeficient de siguranţă cu valori între 1,0 şi 1,2 şi ţine seama şi de neuniformitatea condiţiilor de lucru;

Pentru aplicarea acestei metode se obişnuieşte folosirea abacăi Dornâi:

Ta bel 2.9 Enec pentru îmbrăcăminţi

III. Fundaţii. Subsoluri. Izolaţii

1. Fundaţii

Alegerea tipului de fundaţie se face printr-o analiză tehnico-economică.Factori de care depinde alegerea tipului de fundaţie: regimul de precipitaţii, condiţii

geotehnice şi hidrogeologice (ape de suprafaţă şi ape subterane, adâncime de îngheţ); importanţa construcţiei; seismicitatea; soluţia de proiectare a construcţiei (pe stâlpi, pe cadre, pe ziduri portante); uniformitatea şi mărimea încărcărilor ce sunt transmise fundaţiei, caracteristici termice şi hidrofuge ale clădirii.

Condiţii ce trebuie îndeplinite de către fundaţii: fiabilitate (intervenţiile în exploatare la fundaţii se execută cu dificultate, deoarece sunt lucrări ascunse), să nu permită apariţia tasărilor diferenţiate, dimensionarea fundaţiei să corespundă încărcărilor ce o acţionează; să se folosească materiale rezistente la acţiunea apei, pe cât posibil locale, să fie economice;

Tip î îmbrăcăminte nec [MPa]

Per permanentă 50… 70

Semi smipermanentă40… 60

Prov proviizorie 30… 35

Page 41: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Exemple de fundaţii

Schema de principiu a fundaţiilor unei clădiri

Fundaţii izolate;Aceste fundaţii se calculează individual deoarece sunt construite sub un anumit element de construcţie (de obicei sub stâlpi).

Fundaţii sub pereţiSunt fundaţii rigide aflate sub zidurile clădirii. Se execută din zidărie de piatră

legată cu mortar de ciment. Mai pot fi executate din beton simplu sau ciclopian. Se amplasează în şanţuri, pregătite dinainte, executate numai în pământ uscat (din cauza pericolului reprezentat de capilaritate).

Au secţiune dreptunghiulară sau în trepte (eforturile se răspândesc în adâncime la 450).

Fundaţii la subsoluriAu secţiuni dreprunghiulare cu lăţime ce depăşeşte cu cca 10…15cm grosimea zidului

subsolului, către exterior. Acesat pentru a permite amplasarea hidroizolaţiei. Înălţimea unei astfel de fundaţii este de cel puţin 40cm.

Fundaţii cu cuzinet armat Această formă a fundaţiei este justificată de faptul că eforturile se răspândesc în adâncime sub un unghi de aproximativ 450. Astfel, cu cât se coboară mai adânc, cu atât se pot folosi materiale de calitate mai slabă, cu condiţia ca pământul în care s-a săpat fundaţia să aibă o

rezistenţă omogenă la compresiune.

Radier este o placă de beton armat pe care se sprijină întreaga construcţie. Ea trebuie să depăşească perimetrul construcţiei cu cel puţin 50cm. Radierul se poate arma pe una sau două direcţii în funcţie de modul de repartizare a sarcinilor. Din aceleaşi condiţii, radierul se poate face din beton simplu sau din beton armat.

Fundaţie continuă sub stâlpi Acest tip de fundaţii se mai numesc tălpi continue. Calculul se face potrivit teoriei grinzilor pe mediu elastic. Se acceptă ipoteza lui Winkler:

Se consideră că reacţiunile sunt egale (P1=P2=..=Pn).Schema de încărcare este următoarea

Page 42: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Fundaţii pe piloţi Aceste fundaţii sunt pe stâlpi ce străpung terenul slab de fundare

şi se înfig în terenul bun..

Fundaţii elastice ( armate)

Coeficientul de armare este de peste 0,05

Fundaţii cu descărcare pe reazeme

Bolţile (structuri care lucrează cu împingeri) şi, deci, preiau convenabil încărcările verticale. Se toarnă pe un strat anticapilar (nisip, balast sau pietriş) de 5..8cm. Descărcarea pe reazeme se bazează pe efectul de boltă,

Calculul fundaţiilor

Fundaţii rigide solicitate centric

Condiţie: , , , , unde:

reprezintă greutatea specifică a betonului utilizat în fundaţie.

Fundaţii rigide solicitate excentric

Cel mai adesea, astfel de fundaţii se calculează după cum urmează:

Page 43: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

deci (vezi figura) dacă: avem cazul I; e=b/6 în cazul II; e suntem în cazul III;

Zona în care nu apar eforturi de întindere se numeşte sâmbure central.

Săpături pentru fundaţii

Prin executarea unei săpături se perturbă starea de echilibru în care se afla pământul. Teoretic, la pământurile necoezive ar fi necesare sprijiniri pe înteaga suprafaţă a pereţilor verticali ai gropii. La pământurile coezive, înălţimea de perete vertical care poate rămâne nesprijinită este:

; sau:dacă pământul este pur coeziv:

Elemente de sprijinirePalplanşe Sunt elemente rezistente şi etanşe din lemn, beton armat sau metal care se bat

în pământ înaintea începerii săpăturilor.Palplanşe de lemn Elementele constitutive din lemn se pot asambla sistem dinţari, falţ

sau lambă şi uluc.

Evacuarea apei din săpături

De regulă evacuarea directă a apei din săpături se face cu drenuri deschise sau prin pompare. Se mai poate face şi coborârea nivelului apelor subterane în aşa fel încât să nu afecteze groapa de fundare.

Subsoluri. Izolaţii

Subsolurile sunt partea clădirii aflată sub cota 0,00 (suprafaţa superioară a planşeului inferior al parterului) şi sub nivelul terenului. Subsolurile pot fi pe unul sau mai multe niveluri.

Subsol tehnic: subsol pentru instalaţii.Se execută din zidărie, inclusiv cărămidă (1 cărămidă), beton, beton armat. Grosimea

pereţilor de subsol este de 25…30cm şi preiau încărcările elevaţiei ce se transmit fundaţiei şi împingerea pământului.

Page 44: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Izolaţii pentru fundaţii şi subsoluri

Îndepărtarea apei de aceste elemente de construcţie se face prin intermediul drenurilor şi hidroizolaţiilor.

HidroizolaţiiApa reduce rezistenţa materialelor de construcţie deoarece dizolvă (sporind porozitatea),

produce mucegai, igrasie, putrezire şi coroziune. De asemenea din cauza îngheţ-dezgheţului se perturbă echilibrul şi se nasc solicitări suplimentare. Apa provine din precipitaţii sau prin infiltrarea celei existente în pământ. Este vorba de apa subterană şi de apa capilară. Apa subterană dă presiune hidrostatică iar hiroizolaţiile vor trebui să ţină seama de acest aspect. Presiunea hidrostatică creşte cu adâncimea, de aici decurgând numărul de straturi de hidroizolaţie.

Alcătuirea hidroizolaţiilorÎn general, hidroizolaţiile conţin un strat suport constituit dintr-o tencuială de mortar de

ciment drişcuit, uscat şi întărit. Adesea, acest strat se amorsează cu o suspensie de bitum în apă sau cu bitum tăiat (dizolvat în benzină). Peste suport urmează izolaţia propriu-zisă, iar la sfârşit protecţia hidroizolaţiei care este o tencuială de mortar de ciment sau un zid de cărămidă sau beton de 7,5…12 cm., care poate fi armat cu plasă de sârmă.

Izolaţia propriu-zisă poate fi din straturi bitumate (cartoane, pânze, ţesături bitumate), bitum topit sau mastic bituminos aplicate pe tencuieli sau pe suprafeţe drişcuite. De asemenea pot fi din mase plastice (folii lipite de material plastic), PVC sau mortar de ciment.

Hidroizolaţiile plastice sunt hidroizolaţiile asfaltice. Hidroizolaţiile elastice sunt cele alcătuite din mai multe straturi de carton asfaltat sau pânză bitumată, iar hidroizolaţiile rigide sunt din beton sau din tencuieli impermeabile şi se folosesc atunci când nu se aşteaptă tasări diferenţiate ale construcţiei.

Hidroizolaţiile pot fi verticale (la pereţii de subsol) sau orizontale, la pardoseala subsolului. Între fundaţie şi elevaţie sau între soclu şi elevaţie, se amplasează, de asemenea, o hidroizolaţie, iar sub fundaţie se pune un strat filtrant (pietriş, balast sau nisip grăunţos) pentru întreruperea capilarităţii.

Blocuri de zidărie la pereţii de subsol la clădirile din lemn. (Ciornei, 2006)

Infrastructura clădirilor din lemn poate fi realizată cu subsol parţial sau total. Pereţii subsolului se vor descărca pe fundaţii continue, rigide din beton monolit sau prefabricat. Zidăria pereţilor de subsol poate fi realizată din blocuri de beton simplu sau din blocuri din ciment armat cu fibre de sticlă. Funcţie de umiditatea terenului de fundare şi de nivelul apei subterane se va prevedea tipul de hidroizolaţie (fig.1.). Subsolul va avea hidroizolaţie orizontală sub pardoseală şi hidroizolaţie verticală la pereţii de contur. Hidroizolaţia verticală va fi racordată cu cea pe orizontală şi protejată împotriva deteriorărilor din timpul execuţiei umpluturii. Planşeul din lemn peste subsol va descărca pe zidurile de contur dar şi pe grinzi interioare rezemate pe stâlpi în interiorul subsolului din lemn sau metal.

Page 45: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Fig. 1. Pereţii subsolului din zidărie la clădiri din lemn.

Pereţi de subsol din zidarie cu blocuri din ciment armat.

Pereţii de subsol pot fi realizaţi din zidărie complexă (înrămată cu centuri şi stâlpişori) din blocuri de ciment armat.

Noul tip de bloc de zidărie din ciment armat dispers cu fibre de sticlă (fig.2.)

reprezintă o abordare nouă a pereţilor de subsol pentru clădiri de lemn cu parter sau

parter şi etaj (ce transmit încărcări mai reduse decât alte structuri). (Ciornei, 2006) Pereţii

de zidărie din blocuri de ciment armat constituie o soluţie practică, rapidă, datorită

timpului redus în fazele de confecţionare, de transport şi manipulare eficientă (volum

mare, greutate mică).

Page 46: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

Fig.2. Pereţi de subsol din zidărie cu blocuri de ciment armat cu fibre.

Zidăria subsolului se execută rapid, datorită formei rezultate din concepţia blocului şi a cantităţii mici de material adeziv din rost. Noul bloc de zidărie se confecţionează dintr-un material relativ nou, de tipul compozitului fibros – ciment armat dispers cu fibră de sticlă.

Blocul pentru zidărie din ciment armat are dimensiunile 600x250x200mm, a fost prevăzut cu trei goluri interioare, relativ mari şi două în zona îmbinării longitudinale. Aceasta a condus la un raport favorabil volum / greutate al zidăriei.

Forma îmbinării, în lambă şi uluc pe orizontală şi verticală, a fost concepută pentru a mări rezistenţa peretelui şi pentru micşorarea cantităţii de adeziv din rosturile zidăriei.

Volumul relativ mare a blocului din ciment armat, raportat la greutatea acestuia, măreşte productivitatea lucrărilor de zidărie la pereţii de subsol. Aceasta este motivată de manevrarea simplă, uşoară, la care se adaugă precizia de aliniere pe verticală şi pe orizontală a noilor blocuri de zidărie.

Utilizarea zidăriei complexe cu stâlpişori şi centuri din beton armat conduce la mărirea rigidităţii infrastructurii clădirii.

Page 47: Geotehnica. Fundatii. Subsoluri. Izolatii. Cai de Comunicatii Speciale in Zonele Forestiere

În vederea măririi productivităţii confecţionării blocurilor de zidărie din ciment armat s-a conceput un ansamblu de matriţe (tip baterie) pentru turnarea simultană a 10 blocuri dintr-o singură şarjă de material.

Legătura noilor blocuri din ciment armat (în lambă şi uluc) în cadrul zidăriei se

realizează prin ţesere, pe direcţia orizontală şi verticală (fig.2).

În cazul utilizării zidăriei complexe la colţuri, ramificaţii şi intersecţii, unde se pozează stâlpişorii din beton armat, se vor utiliza elemente speciale din ciment armat de colţ şi liniare pentru realizarea cofrajului pierdut (fig.2).

DrenuriSe amplasează la nivelul tălpii fundaţiei şi sunt tuburi de beton sau ceramice cu

diametru de 10…15cm şi perforate. Ele se acoperă, jur-împrejur, cu filtre inverse (fracţiuni mari de pământ în apropierea tubului şi din ce în ce mai mici spre exterior). Apele colectate de dren sunt evacuate prin canale de scurgere.

Drenurile asigură şi coborârea nivelului apelor subterane.

Bibliografie selectivă

Bereziuc R. ş.a. – 1981 - Îndrumătorul lucrărilor de laborator pentru şantierele de construcţii forestiere, Ed. CERES, Bucureşti

Bereziuc, R., 1981 – Drumuri forestiere, Ed. Didactică şi Pedagogică, BucureştiCiornei Al.., 2000 – Cum concepem construcţiile civile, Ed. Junimea, IaşiGrudnicki F. – 1994, Construcţii forestiere, vol. I,II, Universitatea SuceavaIonaşcu, Gh., 1995 – Transporturi forestiere, Universitatea „Transilvania“ BraşovOlteanu, N., 1996 – Proiectarea drumurilor forestiere, Ed. Lux Libris, Braşov

Răileanu,P.,ş.a., 1986 - Geologie, geotehnică, fundaţii, vol. I,II,III, I.P.IaşiZarojanu, D., 2000 – Geotehnică pentru construcţii forestiere, Ed. Univ. SuceavaZarojanu, D., 2001 – Fiabilitatea căii ferate, Ed. AGIR, BucureştiZarojanu, D., 2004 – Mecanica pământurilor pentru infrastructuri de căi de

comunicaţii forestiere, Ed. AGIR. Bucureşti