incercare 2incercare 2incercare 2incercare 2

9

10. SR EN 1997-2:2007/AC:2010 Eurocod 7: Proiectare geotehnic . Partea 2: Investigarea $i încercarea terenului

11. SR EN 1998-1:2004 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezisten!a la cutremur.

Partea 1. Reguli generale, ac!iuni seismice "i reguli pentru cl diri

12. SR EN 1998-1:2004/NA: 2008 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezisten!a la cutremur. Partea 1. Reguli generale, ac!iuni seismice "i reguli pentru cl diri. Anexa Na!ional

13. SR EN 1998-1:2004/AC:2010 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezisten!a la

cutremur. Partea 1. Reguli generale, ac!iuni seismice "i reguli pentru cl diri

14. SR EN 1998-5:2004 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezistena!a la cutremur. Partea 5. Funda!ii, structuri de sus!inere "i aspecte geotehnice.

15. SR EN 1998-5:2004/NA:2007 Eurocod 8. Proiectarea structurilor pentru rezistena!a la

cutremur. Partea 5. Funda!ii, structuri de sus!inere "i aspecte geotehnice. Anexa Na!ional

16. SR EN 1537:2004 Execu!ia lucr rilor geotehnice speciale. Ancoraje în teren 17. SR EN ISO 14688-1:2004. Cercet ri "i încerc ri geotehnice. Identificarea "i clasificarea

p mânturilor. Partea 1: Identificare "i descriere 18. SR EN ISO 14688-1:2004/AC:2006 Cercet ri "i încerc ri geotehnice. Identificarea "i

clasificarea p mânturilor. Partea 1: Identificare "i descriere.

19. SR EN ISO 14688-2:2005 Cercet ri "i încerc ri geotehnice. Identificarea "i clasificarea p mânturilor. Partea 2: Principii pentru o clasificare

20. SR EN ISO 14688-2:2005/AC:2007 Cercet ri "i încerc ri geotehnice. Identificarea "i clasificarea p mânturilor. Partea 2: Principii pentru o clasificare

Reglement!ri tehnice

Nr. crt.

Reglementare tehnic" Act normativ prin care se aprob" reglementarea tehnic"/publica$ia

1

Normativ privind documenta!iile geotehnice pentru construc!ii, indicativ NP 074-2014

Ordinul ministrului dezvolt rii regionale $i administra#iei publice nr. 1330/2014, publicat în Monitorul Oficial al României.

2

Normativ privind proiectarea structurilor de fundare direct , indicativ NP 112-2005

Ordinul ministrului transpoturilor, construc#iilor $i turismului nr.275/2005, publicat în Monitorul Oficial al României, Partea I nr.451 $i nr. 451 bis din 27 mai 2005

10

3

Normativ privind proiectarea geotehnic a ancorajelor în teren, indicativ NP 114-2014

Ordinul ministrului dezvolt rii regionale $i administra#iei publice nr…./2014, publicat în Monitorul Oficial al României

4

Normativ privind cerin#ele de proiectare, execu#ie "i monitorizare a excava#iilor adânci în zone urbane, indicativ NP 120-2006

Ordinul transpoturilor, construc#iilor $i turismului nr. 1730/2006, publicat în Monitorul Oficial al României, Partea I nr. 911 $i nr. 911 bis din 9 noiembrie 2006

5

Normativ privind determinarea valorilor caracteristice "i de calcul ale parametrilor geotehnici, indicativ NP 122-2010

Ordinul ministrului dezvolt rii regionale $i turismului nr. 2690/2010, publicat în Monitorul Oficial al României, Partea I nr. 158 $i nr.158 bis din 4 martie 2011

6

Normativ privind proiectarea geotehnic a funda!iilor pe pilo!i, indicativ NP 123-2010

Ordinul ministrului dezvolt rii regionale $i turismului nr. 2691/2010, publicat în Monitorul Oficial, Partea I, nr. 158 $i 158 bis din 4 martie 2011

7

Normativ privind proiectarea geotehnic a lucr rilor de sus!inere, indicativ NP 124-2010


8

Normativ privind fundarea construc#iilor pe p mânturi sensibile la umezire colapsibile, indicativ NP 125-2010


9

Normativ privind fundarea construc!iilor pe p mânturi cu umfl ri "i contrac!ii mari, indicativ NP 126-2010

Ordinul ministrului dezvolt rii regionale $i turismului nr. 115/2012, publicat în Monitorul Oficial, Partea I, nr. 397 $i 397 bis din 13 iunie 2012

10

Normativ privind proiectarea geotehnic a lucr rilor de epuizmente, indicativ NP 134-2014

Ordinul ministrului dezvolt rii regionale $i administra#iei publice nr. 995/2014, publicat în Monitorul Oficial al României.

11

CAPITOLUL 2. EVALUAREA RISCULUI GEOTEHNIC În proiectarea geotehnic , înainte de a se stabili programul de investiga!ii geotehnice, este necesar o evaluare a riscului pe care le prezint lucrarea care urmeaz a se proiecta. În acest sens, NP 074 introduce trei Categorii geotehnice asociate cu riscul geotehnic, considerat ca fiind redus în cazul Categoriei geotehnice 1, moderat în cazul Categoriei geotehnice 2 "i mare în cazul Categoriei geotehnice 3. În normativ este recomdandat o metodologie care faciliteaz încadrarea lucr rii în una din cele trei Categorii geotehice. În aceast metodologie, pentru definirea riscului geotehnic sunt lua!i în considerare cinci factori: condi!iile de teren, apa subteran , clasa de importan! a construc!iei, vecin t !ile "i zona seismic . Condi"iile de teren sunt grupate în trei categorii, dup cum urmeaz :

(a) Terenuri bune, conform tabelului 2.1

Tabelul 2.1. Terenuri bune

Nr. crt.

Tipul de teren

1 Blocuri, bolov ni$uri $i pietri$uri, con#inând mai pu#in de 40% nisip $i mai pu#in de 30% argil , în condi#iile unei stratifica#ii practic uniforme $i orizontale (având înclinarea mai mic de 10%)

2 P mânturi nisipoase, inclusiv nisipuri pr foase, îndesate, în condi#iile unei stratifica#ii practic uniforme $i orizontale

3 P mânturi fine cu plasticitate redus (IP<10%): nisipuri argiloase, prafuri nisipoase $i prafuri, având e<0.7 $i IC,0.75, în condi#iile unei stratifica#ii practic uniforme $i orizontale

4 P mânturi fine cu plasticitate medie (10%<IP<20%): nisipuri argiloase, prafuri nisipoase-argiloase, având e<1.0 $i IC,0.75, în condi#iile unei stratifica#ii practic uniforme $i orizontale

5 P mânturi fine cu plasticitate mare (IP>20%): argile nisipoase, argile pr foase $i argile, având e<1.1 $i IC,0.75, în condi#iile unei stratifica#ii practic uniforme $i orizontale

6 Roci stâncoase $i semistâncoase în condi#iile unei stratifica#ii practic uniforme $i orizontale

7 Umpluturi compactate realizate conform unor documenta#ii de execu#ie (caiete de sarcini) controlate calitativ de unit #i autorizate

8 Orice combina#ie între stratifica#iile precizate la Nr. crt. 1÷6

NOT : Se excepteaz de la încadrarea la pct. 4 $i 5 p mânturile sensibile la umezire, identificate conform normativului NP 125, iar la pct. 5 p mânturile argiloase cu umfl ri $i contrac#ii mari, identificate conform normativului NP 126.

12

(b) Terenuri medii, conform tabelului 2.2

Tabelul 2.2. Terenuri medii

Nr. crt.

Tipul de teren

1 P mânturi nisipoase, inclusiv nisipuri pr foase, de îndesare medie, în condi#iile unei stratifica#ii practic uniforme $i orizontale (având înclinarea mai mic de 10%)

2 P mânturi fine cu plasticitate redus : nisipuri argiloase, prafuri nisipoase $i prafuri, având e<0.7 $i 0.5<IC<0.75, în condi#iile unei stratifica#ii practic uniforme $i orizontale

3 P mânturi fine cu plasticitate medie: nisipuri argiloase, prafuri nisipoase-argiloase, având e<1.0 $i 0.5<IC<0.75, în condi#iile unei stratifica#ii practic uniforme $i orizontale

4 P mânturi fine cu plasticitate mare(Ip -20%): argile nisipoase, argile pr foase $i argile, având e<1.1 $i 0.5<IC<0.75, în condi#iile unei stratifica#ii practic uniforme $i orizontale

5 P mânturi loessoide apar#inând grupei A de p mânturi sensibile la umezire definite conform normativului NP 125

6 Umpluturi de provenien# cunoscut , con#inând materii organice sub 6 %, realizate organizat, sau având o vechime mai mare de 10-12 ani $i necompactate ini#ial.

(c) Terenuri dificile, conform tabelului 2.3

Tabelul 2.3. Terenuri dificile

Nr. crt.

Tipul de teren

1 P mânturi nisipoase, inclusiv nisipuri pr foase, în stare afânat 2 P mânturi nisipoase saturate susceptibile de lichefiere sub ac!iuni seismice 3 P mânturi fine având Ic<0.5 4 P mânturi loessoide apar#inând grupei B de p mânturi sensibile la umezire definite

conform normativului NP 125 5 P mânturi argiloase cu umfl ri $i contrac#ii mari, identificate conform normativului

NP 126 6 P mânturi cu con#inut ridicat de materii organice (peste 6 %), 7 Terenuri în pant cu poten#ial de alunecare 8 Umpluturi din p mânt executate necontrolat cu o vechime sub 10 ani 9 Umpluturi din resturi menajere, indiferent de vechime

Apa subteran!. Pentru definirea categoriei geotehnice se disting 3 situa!ii: a) excava#ia nu coboar sub nivelul apei subterane, nu sunt necesare epuismente; b) excava#ia coboar sub nivelul apei subterane, se prev d lucr ri normale de epuizmente

directe sau de drenaj, f r riscul de a influen#a nefavorabil structuri al turate; c) excava#ia coboar sub nivelul apei subterane, în condi#ii hidrogeologice excep#ionale,

impunând lucr ri de epuismente cu caracter excep#ional. Clasificarea construc"iilor dup! importan"!. Se utilizeaz clasificarea în patru categorii de importan! în conformitate cu Codul de proiectare seismic – partea 1, P100-1: a) excep#ional , b) deosebit ,

13

c) normal , d) redus .

Vecin!t!"ile. Se au în vedere construc!iile "i re!elele subterane aflate în vecin tate, care pot fi afectate de realizarea excava!iilor, a epuizmentelor "i a lucr rilor de infrastructur aferente construc!iei care se proiecteaz . Din punctul de vedere al riscului pentru vecin t !i se disting trei situa!ii: a) risc inexistent; b) risc moderat; c) risc major. Zona seismic!. În proiectarea geotehnic sunt luate în considerare trei tipuri de zone seismice diferen!iate în func!ie de valoarea accelere!iei terenului pentru proiectare ag, a"a cum este definit în codul P 100-1, dup cum urmeaz :

. zona cu ag & 0,25g

. zona cu ag = (0.15 … 0.25)g

. zona cu ag < 0,15g Exemplificarea metodologiei din NP 074 are în vedere cl dirile. Pentru lucr rile inginere"ti cum sunt drumurile, podurile, tunelurile, construc!iile hidrotehnice ".a., încadrarea lucr rii în una din cele trei categorii geotehnice "i, ca atare, asocierea acesteia cu riscul geotehnic, trebuie s se bazeze în primul rând pe condi!iile de teren "i pe cele privind apa subteran , dar "i pe experien!a lucr rilor similare. În continuare se dau câteva exemple privind încadrarea unor lucr ri inginere"ti în categoriile geotehnice: . un tunel construit într- roc tare, nefracturat , poate fi încadrat în Categoria geotehnic 2,

în vreme ce acela"i tunel construit într-o argil moale sau într-un teren foarte permeabil poate fi încadrat în Categoria geotehnic 3.

. excava!iile "i rambleurile în terenuri bune sau medii, f r poten!ial de alunecare, pot fi încadrate în Categoria geotehnic 2, în vreme ce acelea"i lucr ri realizate pe amplasamente susceptibile de instabilitate, pot fi încadrate în Categoria geotehnic 3.

NP 074 stipuleaz c încadrarea preliminar a unei lucr ri în una din cele trei Categorii geotehnice, care în mod normal trebuie s se fac înainte de investigarea terenului de fundare, poate fi ulterior schimbat , ca urmare a rezultatelor investig rii terenului. Totodat , nu este necesar s se trateze întreaga lucrare în concordan! cu exigen!ele categoriei cele mai ridicate. Astfel, la construirea unei piste de avia!ie de 2500 m, din care 2200 m în s p tur de adâncime mic iar 300 m într-o umplutur care atinge 28 m, a"ezat pe un teren foarte compresibil, zona în s p tur se va încadra în Categoria geotehnic 2 iar zona de umplutur în Categoria geotehnic 3.

14

CAPITOLUL 3. INVESTIGAREA TERENULUI NP 074 arat c investigarea terenului de fundare se efectueaz în conformitate cu prevederile SR EN 1997-2. Standardul SR EN 1997-2 se refer doar la încerc rile în laborator "i pe teren utilizate în mod curent "i, de regul , pe p mânturi saturate. De asemenea, prevederile standardului se aplic în principal la proiecte încadrate în Categoria geotehnic 2. Principalele etape ale investig rii terenului sunt:

a. stabilirea programului lucr rilor de investigare b. efectuarea de încerc ri pe teren în p mânturi "i roci c. efectuarea de încerc ri în laborator pe p mânturi "i roci.

În anexa E din NP 074 sunt preluate, cu titlul de exemplificare, recomand rile din SR EN 1997-2 privind interspa!iile "i adâncimea investiga!iilor. Recomand rile men!ionate nu acoper toate situa!ile care se pot întâlni în practic , dar pot servi ca baz pentru stabilirea programului de investigare în alte situa!ii. În tabelul 3.1 sunt date recomand rile din NP 074 privind investigarea terenului de fundare prin încerc ri pe teren.

Tabelul 3.1 Recomand!ri din NP 074 privind investigarea terenului de fundare prin

încerc!ri pe teren

7.1.1 Tipul de teren Categoria geotehnic" 2 Categoria geotehnic" 3

Nisipuri $i nisipuri cu pietri$ SPT DP

CPT

Încerc rile recomandate pentru Categoria 2, precum $i, suplimentar:

DMT PLT

P mânturi fine de consisten# ridicat (IC>0,5)

SPT DP

CPT


CPTU DMT PMT PLT

P mânturi fine de consisten# sc zut (IC<0,5) $i cu con#inut de materii organice mai mare de 6%

SPT DP

CPT


CPTU DMT FVT PLT

P mânturi sensibile la umezire (PSU)

SPT DP

CPT

Încerc rile recomandate pentru Categoria 2, precum, $i suplimentar: PLT - în sondaj deschis, cu inundare

LEGEND : SPT - încercare de penetrare standard; DP - încercarea de penetrare dinamic ; CPT - incercare de penetrare cu con; CPTU - incercare de penetrare cu piezocon; PMT - încercare cu presiometrul; DMT - incercare cu dilatometrul plat (Marchetti); FVT - încercare cu scizometrul de $antier; PLT - încercarea de înc rcare cu placa

15

În tabelul 3.2 sunt date cerin!ele din NP 074 privind minimul de încerc ri în laborator.

Tabelul 3.2 Cerin"e din NP 074 privind minimul de încerc!ri în laborator

Categoria de p"mânt (SR EN ISO 14688-2)

Categoria geotehnic" 1



P mânturi foarte grosiere $i grosiere exceptând nisipurile

- granulozitate - granulozitate - umiditate

- granulozitate - umiditate - greutate specific - compozi#ie mineralogic $i grad

de alterare1) - parametrii rezisten#ei la forfecare1)

Nisipuri - granulozitate - granulozitate - umiditate - caracteristici de

compactare (Proctor)1)

- coeficientul de permeabilitate1)

- granulozitate - umiditate - caracteristicile de compactare

(Proctor)1) - greutate specific - coeficientul de permeabilitate1) - greutatea volumic 1) - grad de îndesare1) - parametrii rezisten#ei la forfecare

pe probe aduse la porozitatea natural 1)

- rezisten#a la lichefiere2) - modulul dinamic de deforma#ie

transversal , G $i frac#iunea din amortizarea critic , D4)

P mânturi fine - granulozitate - greutate volumic - umiditate - limite de

plasticitate

Acelea$i ca la Categoria

geotehnic! 1, precum $i, suplimentar: - modulul de deforma#ie

edometric - parametrii rezisten#ei

la forfecare - caracteristicile de

compactare (Proctor)1) - coeficientul de

permeabilitate1)

Acelea$i ca la Categoria

geotehnic! 2, precum $i, suplimentar: - greutatea specific - presiunea de preconsolidare - coeficientul de consolidare

primar - parametrii rezisten#ei la forfecare

exprima#i în func#ie de eforturile efective $i de eforturile totale

- coeficientul presiunii în stare de repaus3)

- modulul dinamic de deforma#ie transversal , G $i frac#iunea din amortizarea critic , D4)

P mânturi cu con#inut în carbonat de calciu (marnoase)

Acelea$i ca la p mânturile fine

Acelea$i ca la p mânturile fine, precum $i, suplimentar: - con#inutul în CaCO3

Acelea$i ca la p mânturile fine, precum $i, suplimentar: - con#inutul în CaCO3 - umflarea liber 5) - presiunea de umflare 5)

P mânturi sensibile la umezire (PSU)

Acelea$i ca la p mânturile fine $i în mod suplimentar: - încerc ri în

edometru pe probe

Acelea$i ca la p mânturile fine, precum $i, suplimentar: - încerc ri în edometru

pe probe la umiditatea

Acelea$i ca la p mânturile fine, precum $i, suplimentar: - încerc ri în edometru pe probe la

umiditatea natural $i pe probe inundate

16

Categoria de p"mânt (SR EN ISO 14688-2)




la umiditatea natural $i pe probe inundate

natural $i pe probe inundate

- parametrii rezisten#ei la forfecare pe probe inundate

- parametrii rezisten#ei la forfecare pe probe inundate

- încerc ri în triaxial cu umezire $i drum de efort impus 1)

P mânturi cu umfl ri $i contrac#ii mari (PUCM)

Acelea$i ca la p mânturile fine

Acelea$i ca la p mânturile fine, precum $i, suplimentar: - umflarea liber - limita de contrac#ie - presiunea de umflare

Acelea$i ca la p mânturile fine, precum $i, suplimentar: - umflarea liber - limita de contrac#ie - presiunea de umflare - c ldura maxim de umezire - curba de contrac#ie

P mânturi cu con#inut ridicat de materii organice (peste 6%) $i consisten# sc zut (IC < 0,5)

---

Acelea$i ca la p mânturile fine, precum $i, suplimentar: - con#inutul în materii

organice - coeficientul de

consolidare primar

Acelea$i ca la p mânturile fine, precum $i, suplimentar: - con#inutul în materii organice - indicele de compresiune - coeficientul de consolidare

secundar

Observa$ii: 1. Încerc ri care se execut în anumite situa#ii, cerute de specificul construc#iei. 2. Numai pentru nisipuri fine $i nisipuri pr foase saturate pe amplasamente cuprinse în zonele seismice

având ag & 0,15 g (conform codului P 100-1). 3. În cazul lucr rilor de sus#inere a s p turilor cu adâncimea D > 6 m. 4. Numai pe amplasamente situate în zonele seismice având ag & 0,15 g (conform codului P 100-1). 5. Când apare posibil decopertarea straturilor cu con#inut în carbonat de calciu.

Exigen!ele asupra investiga!iilor exprimate în func!ie de Categoria geotehnic sunt date în Tabelul 3.3

Tabelul 3.3 Exigen"ele asupra investiga"iilor exprimate în func"ie de Categoria geotehnic! Categoria Geotehnic! 1 Categoria Geotehnic! 2 Categoria Geotehnic! 3

Inve

stig

a$ii

geot

ehni

ce

Sondaje deschise $i/sau foraje de recunoa$tere a terenului cu prelevare de e$antioane în vederea identific rii în laborator a naturii $i st rii p mântului.

Investiga#ii de rutin cuprinzând sondaje deschise, foraje cu prelevarea de e$antioane $i m surarea nivelului apei subterane, încerc ri în laborator $i, eventual, încerc ri pe teren.

Investiga#iile men#ionate la Categoria geotehnic 2 $i, în plus, încerc ri cu caracter special în laborator $i pe teren.

În standardul SR EN 1997-2/NB este dat o list a standardelor "i documentelor normative române"ti con!inând informa!ii complementare care pot fi utilizate la aplicarea standardului SR EN 1997-2.

17

CAPITOLUL 4. ELABORAREA STUDIULUI GEOTEHNIC Studiul geotehnic reprezint documenta!ia geotehnic de baz utilizat în practica de proiectare geotehnic în conformitate cu prevederile NP 074. Un studiu geotehnic trebuie s cuprind dou capitole principale:

a) prezentarea informa!iilor geotehnice b) evaluarea informa!iilor geotehice

Evaluarea informa!iilor geotehnice include recomand ri asupra sistemului de fundare. Documenta!iile geotehnice se clasific , în func!ie de etapele de proiectare, dup cum urmeaz : - Studiu geotehnic preliminar pentru Studiul de prefezabilitate (S.PF.) al lucr rii - Studiu geotehnic (SG) pentru studiul de fezabilitate (S.F.) al lucr rii sau pentru proiectul

tehnic (P.Th.), parte a D.T.A.C. sau pentru proiect în faza unic (SG-U) - Studiu geotehnic de detaliu (SG-D) pentru proiectarea la faza de detalii de execu!ie (D.E.) - Raport de monitorizare geotehnic a execu!iei - Expetiz geotehnic Conform NP 074 este obligatoriu ca studiile geotehnice de tip SG, SG-U "i SG-D s fie verificate de c tre un verificator de proiecte atestat în domeniul Af.

18

CAPITOLUL 5. ELEMENTE ALE PROIECT RII GEOTEHNICE Normativele de proiectare în domeniul ingineriei geotehnice au la baz metoda semi-probalistic a st rilor limit . În conformitate cu standardul SR EN 1990:2002, se utilizeaz dou tipuri de st ri limit :

. st"ri limit" ultime (SLU)

. st"ri limit" de exploatare (serviciu) (SLE) St!rile limit! ultime sunt cele care au în vedere siguran#a oamenilor $i a construc#iilor $i sunt asociate cu pr bu$irea sau alte forme similare de cedare structural . S!rile limt! de exploatare (serviciu) sunt cele care au în vedere exploatarea normal $i confortul oamenilor, corespunzând stadiilor dincolo de care înceteaz a mai fi îndeplinite cerin#ele puse de exploatarea construc#iei în ansamblu sau a unei p r#i din construc#ie. În cele ce urmeaz se dau trei exemple în care st rile limit sunt induse de comportarea terenului de fundare. În fig. 5.1 starea limit! ultim! a unei structuri în cadre fundat pe radier este atins prin cedarea terenului de fundare. În fig. 5.2 starea limit! ultim! a aceleia$i structuri, având îns funda#ii izolate sub stâlpi, se produce pe seama unor tas ri diferen#iale excesive, produse, de pild , prin prezen#a unei pungi de p mânt foarte compresibil sub unul din stâlpi, neindentificat la investigarea terenului de fundare.

Figura 5.1 – Structuri de beton armat în cadre, cu funda"ie pe radier general

19

Figura 5.2 – Structur! de beton armat în cadre, cu funda"ii izolate sub stâlpi

În fig. 5.3 starea limit! de exploatare (serviciu) a halei industriale cu o deschidere este atins în situa#ia în care tasarea diferen#ial mare împiedic func#ionarea podurilor rulante cu care este echipat hala. Întrucât hala reprezint un sistem static determinat, având fermele articulate în stâlpi, tasarea diferen#ial nu este de natur s induc o stare limit ultim în structur , dup cum se întâmpla în exemplul 5.2.

Figura 5.3 – Hal! industrial! cu structur! static determinat! 5.1 Situa$ii de proiectare SR EN 1997-1 impune luarea în considerare în proiectarea geotehnic a a$a numitelor situa#ii

de proiectare, care trebuie astfel alese încât s acopere toate condi#iile care pot ap rea pe parcursul execu#iei $i exploat rii construc#iilor. În SR EN 1990, situa#ia de proiectare este definit drept un set de condi#ii fizice reprezentând condi#iile reale întâlnite într-un anumit interval de timp, pentru care proiectarea demonstreaz c st rile limit relevante nu sunt dep $ite. Sunt, de asemenea, definite diferitele situa#ii de proiectare care corespund st rilor limit ultime $i de exploatare. Trebuie avute în vedere situa#iile de proiectare pe termen scurt $i pe termen lung. Un criteriu principal pentru luarea în considerare a factorului timp în definirea situa#iei de

proiectare îl reprezint permeabilitatea p mântului. Astfel, în cazul în care permeabilitatea

20

p mântului saturat este redus , iar timpul necesar pentru disiparea presiunilor apei din pori induse de realizarea construc#iei este mare în compara#ie cu durata execu#iei, pentru verificarea la starea limit ultim situa#iile de proiectare trebuie s se refere atât la condi#iile nedrenate cât $i la cele drenate. La situa#iile de proiectare pe termen scurt, condi#iile nedrenate vor fi hot râtoare în cazul p mânturilor argiloase, de consisten# redus sau medie, deoarece disiparea în timp a presiunii apei din pori este înso#it de o cre$tere a rezisten#ei la forfecare a p mântului. Condi#iile drenate pot fi hot râtoare în cazul excava#iilor în p mânturi argiloase de consisten# ridicat , când disiparea în timp a presiunii negative a apei din pori generat de excava#ie este înso#it de o reducere a rezisten#ei la forfecare a p mântului. 5.2 Proiectarea geotehnic" prin calcul Potrivit cu SR EN 1997-1, este indicat s se evite apara#ia st rilor limit prin verific ri cu una din urm toarele metode sau printr-o combina#ie între acestea:

/ utilizarea calculelor / adoptarea unor m suri prescriptive / încerc ri pe modele experimentale sau înc rc ri de prob la scara 1:1 (ca de

exemplu înc rc rile pilo#ilor sau ancorajelor) / o metod observa#ional

În cuprinsul prezentului ghid va fi abordat doar proiectarea geotehnic prin calcul. Factorii care intervin în proiectarea geotehnic prin calcul sunt:

- ac#iunile, care pot fi înc rc ri impuse sau deplas ri impuse; - propriet #ile p mânturilor $i rocilor care alc tuiesc terenul de fundare, precum $i

propriet #ile materialelor de construc#ie; - valorile limit ale deforma#iilor, deschiderii fisurilor, vibra#iilor etc; - modelele de calcul asociate cu st rile limit ultime $i de exploatare, în m sur s

anticipeze efectul ac#iunilor asupra rezisten#ei $i deforma#iei terenului, corespunzând cu diferitele situa#ii de proiectare.

Valorile de calcul ale ac#iunilor $i rezisten#elor materialelor precum $i ale ac#iunilor difer în func#ie de st rile limit la care se aplic : st ri limit ultime (sub ac#iuni permanente sau tranzitorii) $i st ri limit de exploatare. Proiectarea geotehnic! prin calcul reprezint metoda de proiectare curent utilizat . Totu$i, SR EN 1997-1 atrage aten#ia proiectantului asupra faptului c recunoa$terea condi#iilor de teren depinde de volumul $i de calitatea investig rii terenului de fundare. Aceast" recunoa%tere, precum %i controlul calit"$ii execu$iei lucr"rilor, sunt mai importante pentru satifacerea cerin$elor fundamentale decât precizia în modelele de calcul %i în coeficien$ii par$iali. Modelul de calcul poate fi un model analitic, un model bazat pe o rela#ie semi-empiric sau un model numeric. În SR EN 1997-1 nu sunt prescrise modelele de calcul de asociat diferitelor st ri limit , dar în anexele informative se întâlnesc modele de calcul analitice sau bazate pe

21

rela#ii empirice. Modelele numerice de calcul, bazate pe elemente finite, diferen#e finite $.a., sunt recunoscute ca atare în SR EN 1997-1, f r a fi îns detaliate sau ilustrate în vreun fel. Atunci când, pentru o anumit stare limit , nu exist un model de calcul demn de încredere, SR EN 1997-1 permite s se efectueze calculul pentru o alt stare limit , folosind coeficien#i par#iali care s asigure c dep $irea st rii limit considerate este suficient de improbabil . Un principiu enun#at în SR EN 1997-1 arat c orice model trebuie fie s! fie exact, fie s!

conduc! la rezultate de partea siguran#ei. Se poate întâmpla ca un model de calcul s prezinte o anumit încertitudine sau s induc o eroare sistematic . În acest caz, pentru cre$terea siguran#ei, rezultatele ob#inute prin utilizarea modelului pot fi modificate prin aplicarea unui coeficient de model. Ace$ti coeficien#i de model pot fi aplica#i asupra efectelor ac#iunilor sau asupra rezisten#elor. Un alt principiu enun#at în SR EN 1997-1 este acela c dac! în calcul se

utilizeaz! o rela#ie empiric!, trebuie stabilit cu claritate c! aceasta este relevant! pentru

condi#iile de teren prevalente pe amplasament. 5.2.1. Ac!iuni

Ac#iunile datorate structurilor se iau din CR 0. Ac#iunile pot fi înc rc ri aplicate asupra terenului sau deplas ri sau accelera#ii impuse de teren asupra structurii sau de structur asupra terenului. Dup natura lor, înc rc rile pot fi permanente, variabile sau accidentale. 5.2.2. Propriet"!ile terenului

Propriet #ile maselor de p mânt $i de roc , utilizate în calcule drept parametri geotehnici, trebuie ob#inute pe baza rezultatelor încerc rilor (fie pe cale direct , fie prin corelare), pe cale teoretic , pe cale empiric sau pe baza altor date pertinente. Exemple privind utilizarea unor asemenea date pertinente le constituie ob#inerea parametrilor geotehnici de deformabilitate prin calcul invers, pornind de la tas ri m surate, sau ai parametrilor de rezisten# , pornind de la suprafe#e de cedare reconstituite la funda#ii de suprafa# sau la taluzuri. În paragraful 5.3 al prezentului capitol se abordeaz problema stabilirii valorilor caracteristice "i de calcul ale parametrilor geotehnici 5.2.3. St"ri limite ultime

SR EN 1997-1 deosebe$te cinci tipuri diferite de st ri limit ultime pentru care se folosesc denumirile prescurtate date în SR EN 1990: . pierderea echilibrului structurii sau terenului considerat ca un corp rigid, în care

rezisten#ele materialelor structurii $i ale terenului nu aduc o contribu#ie important! la

asigurarea rezisten#ei (EQU)

(În fig. 5.4, se prezint un zid de sprijin de greutate fundat pe stânc . R sturnarea zidului sub efectul împingerii p mântului este o stare limit ultim de tip EQU.)

. cedarea intern! sau deforma#ia excesiv! a structurii sau elementelor de structur!, cum

sunt de exemplu t!lpile de funda#ii, pilo#ii sau pere#ii de subsol, în care rezisten#a

materialelor contribuie semnificativ la asigurarea rezisten#ei (STR);

. cedarea sau deforma#ia excesiv! a terenului, în care rezisten#a p!mânturior sau a rocilor

contribuie în mod semnificativ la asigurarea rezisten#ei (GEO);

22

. pierderea echilibrului structurii sau a terenului provocat! de subpresiunea apei (presiunea

arhimedic!) sau de alte ac#iuni verticale (UPL);

. cedarea hidraulic! a terenului, eroziunea intern! $i eroziunea regresiv!, sub efectul

gradien#ilor hidrulici (HYD).

Figura 5.4 – Zid de sprijin de greutate fundat pe stânc! Coeficien$ii par$iali pentru st"rile limit" STR %i GEO Utilizarea unor coeficien#i par!iali de siguran# diferen#ia#i reprezint una dintre caracteristicile principale ale metodei semi-probabilistice la st ri limit , care st la baza proiect rii structurilor cu utilizarea Eurocodurilor. Pentru st rile limit STR $i GEO sunt utilizate trei grupe de coeficien#i par#iali (de siguran! ):

- pentru ac#iuni (&F) $i efectele ac#iunilor (&E) - pentru parametrii p mântului (&M) - pentru rezisten#e (&R)

Pentru fiecare din cele trei grupe, se definesc coeficien#i par#iali (de siguran! ) astfel:

. la &F $i &E în func#ie de natura ac#iunilor (permanente sau variabile)

. la &M în func#ie de parametrul geotehnic

. la &R în func#ie de structura geotehnic la care se aplic (funda#ie de suprafa# , pilot, ancoraj în teren, terasament, taluz)

Tabelul 5.1 sintetizeaz tipurile de coeficien#i par#iali de siguran! care intervin în st rile limit STR $i GEO, cu indicarea simbolurilor $i a tabelelor din anexa A la SR EN 1997-1 "i SR EN 1997-1/NB în care se g sesc valorile acestora.

23

Tabel 5.1 Coeficien#i par#iali de siguran"! care intervin în st!rile limit! STR $i GEO

Coeficien$i par$iali Simbol Seturi de valori

pentru ac$iuni (&F) sau efectele ac$iunilor (&E) - permanente nefavorabile

favorabile - variabile nefavorabile

favorabile

&G

&Q

A1, A2 în tab. A.3

pentru parametrii p"mântului (&M) - tangenta unghiului de frecare intern

- coeziune efectiv (drenat ) - coeziune nedrenat - rezisten#a la compresiune cu deformare lateral liber - greutate volumic

&$’

&c!

&cu &qu &&

M1, M2 în tab A.4

de rezisten$" (&R) pentru funda$ii de suprafa$" - capacitate portant - alunecare

&R;v &R;h

R1, R2, R3 în tab. A.5

de rezisten$" (&R) pentru pilo$i de îndesare - pe baz - pe suprafa#a lateral (compresiune) - total /combinat (compresiune) - pe suprafa#a lateral (trac#iune)

&b &s &t &s;t

R1, R2, R3, R4 în tab A.6

de rezisten$" (&R) pentru pilo$i fora$i - pe baz - pe suprafa#a lateral (compresiune) - total /combinat (compresiune) - pe suprafa#a lateral (trac#iune)

&b &s &t &s;t


de rezisten$" pentru pilo$i cu burghiu continuu (CFA) - pe baz - pe suprafa#a lateral (compresiune) - total /combinat (compresiune) - pe suprafa#a lateral (trac#iune)

&b &s &t &s;t


de rezisten$" (&R) pentru ancoraje pretensionate - temporar - permanent

&a;t

&a;p

R1, R2, R3, R4 în tab A.12

de rezisten$" (&R) pentru lucr"ri de sus$inere - capacitate portant - rezisten#a la alunecare - rezisten#a p mântului

&R;v

&R;h

&R;e

R1, R2, R3, R4 în tab A.13

de rezisten$" (&R) pentru taluzuri %i pentru stabilitatea general"

- rezisten#a p mântului

&R;e

R1, R2, R3, R4 în tab A.14

24

Verificarea la cedare în teren (GEO) i în structur! (STR) În SR EN 1990 sunt date urm toarele defini!ii: ac iune (F)

set de for"e (înc rc ri) aplicate asupra structurii (ac"iune direct ) set de deforma"ii impuse sau accelera"ii cauzate, de exemplu, de schimb rile de

temperatur , varia"ie de umiditate, tas ri diferen"iale sau cutremure (ac"iune indirect ) efect al ac iunii (E)

efect al ac"iunilor sau al ac"iunii asupra elementelor structurale (de exemplu for" intern , moment încovoietor, for" t ietoare, deforma"ie) sau asupra întregii structuri (de exemplu deplasare, rotire)

Termenul de rezisten ! poate avea dou în"elesuri: ! rezisten ! (capacitate portant!, în englez resistance), aptitudinea unui element sau unei

componente a structurii, sau a unei sec"iuni a unui element sau a unei componente a unei structuri, de a rezista la ac"iuni f r cedare mecanic , de exemplu rezisten" la încovoiere, rezisten" la flambaj, rezisten" la întindere

! rezisten ! (a materialului: în englez strength), caracteristica mecanic a unui material, care arat capacitatea acestuia de a rezista la ac"iuni, de obicei exprimat în unit "i de efort.

La verificarea fa" de cedare sau la deforma"ii excesive în teren sau în structur , se impune îndeplinirea urm toarei condi!ii [2.5, SR EN 1997-1]:

(5.1) unde Ed este valoarea de calcul a efectului tuturor ac"iunilor iar Rd este valoarea de calcul a rezisten"ei (capacit "ii portante a terenului #i/sau structurii). Efectele ac"iunii se definesc în func"ie de ac"iunea îns #i, de propriet "ile terenului #i de datele geometrice. Pentru stabilirea valorilor de calcul ale efectelor ac"iunilor, coeficien"ii par"iali pentru ac"iuni se pot aplica fie asupra ac!iunilor în$ile (Frep) fie asupra efectelor ac"iunilor (E) [rela!iile 2.6a $i 2.6b, SR EN 1997-1]:

Ed = E{"F Frep; Xk/"M ; ad} (5.2a)

Ed = "E E{Frep; Xk/"M ; ad}. (5.2b) unde "F este coeficientul par"ial pentru o ac"iune, "M este coeficientul par"ial pentru proprietatea materialului, "E este coeficientul par"ial pentru efectul unei ac!iuni, Frep este valoarea reprezentativ a unei ac!iuni, Xk este valoarea caracteristic a propriet !ii p mântului, ad este valoarea de calcul a unei date geometrice. Prin termenul Xk/"M se introduc în calcul efectele ac"iunilor geotehnice, ca de exemplu împingerea p mântului. Rezisten"a (capacitatea portant ) a terenului depinde de rezisten"a terenului Xk, câteodat de ac"iune, Frep (un exemplu de situa"ie în care capacitatea portant depinde de ac"iune îl

25

constituie funda"ia de suprafa" supus unei înc rc ri înclinate) #i de datele geometrice. Pentru determinarea valorii de calcul a rezisten"ei, Rd, sunt date formulele [2.7a, 2.7b $i 2.7c, SR EN 1997-1], în care factorii sunt aplica"i asupra propriet "ii Xk a p mântului, asupra rezisten"ei R sau asupra amândorura.

Rd = R{"F Frep; Xk/"M; ad} (5.3a)

Rd = R{"F Frep; Xk; ad}/"R (5.3b) Rd = R{"F Frep; Xk/"M; ad}/"R (5.3c)

Abord!ri de calcul Din examinarea rela"iilor 5.2 (a, b) #i 5.3 (a, b, c) rezult c acestea difer prin modul în care sunt distribui"i coeficien"ii par"iali de siguran! între ac"iuni (sau efectele ac"iunilor), propriet "ile terenului #i rezisten"e. Coeficien"ii par"iali de siguran! pot fi aplica"i fie asupra sursei de incertitudine în proiectarea geotehnic fie asupra rezultatelor calculelor, adic asupra efectelor ac"iunilor #i capacit "ii portante. Astfel au rezultat abord!rile de calcul pe care SR EN 1997-1 le-a introdus în proiectarea geotehnic . Acestea se exprim în mod simbolic prin combinarea seturilor de coeficien"i par"iali pentru ac"iuni #i efectele ac"iunilor (A), pentru propriet "ile materialului (M) #i pentru rezisten"e (R). De pild , setul A1 “+” M1 “+” R1 se interpreteaz astfel: coeficien"ii par"iali pentru ac"iuni ("F) sau efectele ac"iunilor ("E), reprezenta"i prin simbolul A #i da"i în tabelul A3 din anexa A, se combin cu coeficien"ii par"iali ("M) pentru parametrii de rezisten" ai terenului, reprezenta"i prin simbolul M #i da"i în tabelul A.4 din anexa A, #i cu coeficien"ii par"iali pentru rezisten" ("R), reprezenta"i prin simbolul R #i da"i în tabelele A.5 #i A.6 din anexa A la SR EN 1997-1. Prin combinarea coeficien"ilor par"iali este posibil ca o ac"iune geotehnic sau efectul unei ac"iuni incluz nd o ac"iune geotehnic s includ dou seturi de coeficien"i par"iali: An“+” Mn.

Totodat , o rezisten" geotehnic (capacitate portant ) va include întotdeauna dou seturi de coeficien"i par"iali Mn“+” Rn.

Din tabelul A.4 dat în anexa A la SR EN 1997-1, rezult c în setul M1 to"i coeficen"ii par"iali pentru parametrii geotehnici sunt egali cu 1.0, adic valorile de calcul sunt egale cu valorile caracteristice. Abordarea de calcul 1

În acest abordare, coeficien"ii par"iali sunt aplica"i la surs!, adic asupra valorilor reprezentative ale ac"iunilor #i asupra valorilor caracteristice ale parametrilor rezisten"ei la forfecare ai terenului, cu utilizarea expresiei (5.3a). Se excepteaz , totu#i, calculul pilo"ilor solicita"i axial #i al ancorajelor, când se utilizeaz rela"ia (5.3b).

26

Se deosebesc dou grup ri ale coeficien"ilor par"iali: Gruparea 1: A1 “+” M1 “+” R1

Prin aceast grupare se urm re#te atingerea siguran"ei fat de abaterile nefavorabile prin raport cu valorile caracteristice ale ac"iunilor sau efectului ac"iunilor, în timp ce valorile de calcul ale propriet "ilor terenului sunt egale cu valorile caracteristice. Gruparea 2: A2 “+” M2 “+” R1 Prin acest grupare se urm re#te atingerea siguran"ei fa" de abaterile nefavorabile prin raport cu valorile caracteristice ale parametrilor de rezisten" ai terenului #i fa" de incertitudinile în modelul de calcul, admi"ând totodat c ac"iunile permanente sunt foarte apropiate de valorile reprezentative iar ac"iunile variabile se pot abate pu"in în mod nefavorabil de la valorile reprezentative. Atunci când este clar c una din grup rile de coeficien"i par"iali dicteaz proiectarea, nu mai este necesar calculul folosind cealalt grupare. Se consider c dimensionarea geotehnic este decis de gruparea 2 în timp ce dimensionarea structural este decis de gruparea 1. Este recomandabil ca într-o prim etap s se dimensioneze elementul geotehnic folosind gruparea 2, iar într-o a doua etap s se verifice, prin utilizarea grup rii 1, dac dimensiunea elementului este acceptabil . În SR EN 1997-1/ NB, este recomandat! pentru st!rile limit! STR i GEO utilizarea abord!rii de calcul 1.

Abordarea de calcul 2

În Abordarea de calcul 2 siguran"a funda"iei se verific aplicând simultan coeficien"i par"iali de siguran! ac"iunilor sau efectelor ac"iunilor #i rezisten"ei, în timp ce pentru parametrii geotehnici de rezisten" valorile de calcul se iau egale cu valorile caracteristice. Se folose#te gruparea: A1 “+” M1 “+” R2

Întrucât anexa na"ional nu recomand utilizarea în proiectarea geotehnic din "ara noastr a Abord rii de calcul 2, nu este cazul s se detalieze aceast abordare. Abordarea de calcul 3

În aceast abordare se utilizeaz o singur grupare a seturilor de coeficien"i par"iali: (A1* sau A2

*) “+” M2 “+” R3

Valorile caracteristice ale ac"iunilor provenind de la structur sunt multiplicate cu coeficien"ii par"iali din setul A1 pentru a se stabili valorile de calcul. Valorile de calcul ale ac"iunilor

27

generate de teren (ac"iunile geotehnice) se stabilesc utilizând coeficien"ii par"iali din setul M2 pentru parametrii rezisten"ei terenului #i din setul A2 pentru ac"iuni. Abordarea de calcul 3 este recomandat! în anexa na"ional! spre a fi utilizat! în proiectarea geotehnic! din "ara nostr! pentru st!rile limit! STR i GEO. Verificarea la starea limit! provocat! de subpresiunea apei (UPL) Trebuie ca valoarea de calcul a ac"iunilor permanente #i variabile destabilizitoare, Vdst;d, s fie mai mic sau egal cu suma dintre valoarea de calcul a ac"iunilor permanente verticale stabilizatoare, Gstb;d, #i a oric ror altor rezisten"e la ridicare, Rd, conform rela!iei [2.8, SR EN 1997-1]:

Vdst,d # Gstb;d + Rd (5.4) Valorile recomandate ale coeficien"ilor par"iali de siguran! în acest caz sunt date în tabelele A15 #i A16 din anexa A la SR EN 1997-1. Ac"iuni permanente stabilizatoare sunt greutatea construc"iei #i a p mântului, unde este cazul. Subpresiunea apei, precum #i orice alt for" de ridicare sau de smulgere, sunt ac"iuni destabilizatoare. În tabelul A16 sunt da"i coeficien"ii par"iali de utilizat pentru a stabili valoarea de calcul a oric rei rezisten"e adi"ionale la ridicare Rd,datorat rezisten"ei la forfecare a p mântului, rezisten"ei la trac"iune a pilotului sau rezisten"ei ancorajelor. În mod alternativ, aceast rezisten" poate fi trecut în rândul ac"iunilor verticale permanente stabilizatoare. Verificarea rezisten"ei la ruperea hidraulic! a terenului (starea limit! HYD) SR EN 1997-1 cere ca pentru starea limit de cedare prin ridicarea terenului sub ac"iunea unui curent ascendent de ap s se verifice, pentru orice coloan de p mânt pertinent , c valoarea de calcul a presiunii totale destabilizatoare a apei din pori (udst;d) la baza coloanei, sau valoarea de calcul a for"ei curentului în coloan (Sdst;d), este inferioar sau egal cu tensiunea total vertical stabilizatoare la baza coloanei ($ stb;d) sau cu greutatea în stare submersat (G´stb;d) a aceleia#i coloane. Se aplic rela!iile [2.9a $i 2.9b, SR EN 1997-1]:

udst;d # $stb;d (5.5a)

Sdst;d # G´stb;d (5.5b) Valorile recomandate ale coeficien"ilor par"iali de siguran! pentru verificarea la starea limit HYD sunt date în tab. A17 din anexa A la SR EN 1997-1. 5.2.4 Starea limit! de exploatare (serviciu) Verificarea la starea limit de exploatare (serviciu) trebuie s arate c apari"ia unei asemenea st ri este suficient de improbabil . St rile limit de exploatare (serviciu) pot fi verificate în dou moduri:

28

prin calculul valorilor de calcul ale efectelor ac"iunilor de calcul Ed (deforma"ii, tas ri diferen"iale, vibra"ii etc) #i compararea lor cu valorile limit Cd cu rela!ia [2.10, SR EN 1997-1],

Ed # Cd, (5.6) printr-o metod simplificat , bazat pe experien" . Se admite utilizarea în calcul a

valorilor caracteristice atât pentru ac"iuni cât #i pentru propriet "ile terenului (coeficient par"ial 1.0). Totu#i, în situa"iile în care se calculeaz tas ri diferen"iale, este indicat s se utilizeze o combina"ie între valorile caracteristice superioare #i inferioare ale modulului de deforma"ie, pentru a "ine seama de varia"iile locale ale propriet "ilor terenului.

Este important de re"inut c în expresia (5.6) Cd reprezint , conform SR EN 1990, „valoarea

de calcul limit! a criteriului de exploatare considerat”. SR EN 1997-1 enun" urm torul principiu în art. 2.4.8. „O valoare limit! a unei anumite deforma ii este acea valoare pentru

care se consider! atins! în structur! o stare limit! de exploatare normal!, ca de exemplu prin

fisuri inacceptabile sau prin blocarea func ion!rii u"ilor. Asupra acestei valori limit! trebuie

s! se convin! la proiectarea structurii suportate de teren.” Sintagma „valoare limit!” trebuie în"eleas drept „valoare admisibil!”. Unele valori limit ale tas rilor diferen"iale sunt indicate în anexa informativ H la SR EN 1997-1. Valori limit orientative ale deforma"iilor structurilor #i ale deplas rilor funda"iilor sunt date în anexa F la NP 112. 5.3. Memoriul geotehnic Proiectarea geotehnic se finalizeaz prin întocmirea unui „Memoriu geotehnic”, numit în SR EN 1997-1 „Raport de proiectare geotehnic!”. Principalele aspectele care trebuie incluse în „Memoriul geotehnic” sunt enumerate în Tabelul 5.2

Tabelul 5.2 Con#inutul „Memoriului geotehnic” No Aspecte de inclus în „Memoriul geotehnic” 1 descriere a amplasamentului #i vecin t "ilor; 2 descriere a condi"iilor de teren; 3 descriere a lucr rii pentru care se întocme$te Memoriul geotehnic; 4 valorile de calcul ale parametrilor geotehnici; 5 lista standardelor $i normativelor utilizate; 6 calcule #i desene aferente proiect rii geotehnice; 7 list a punctelor care trebuie verificate pe parcursul execu"iei sau care reclam m suri

Aspectele 1, 2, 3 sunt acoperite prin Studiul Geotehnic. Rezult c „Memoriul geotehnic” trebuie s înglobeze sau s fac trimitere la Studiul Geotehnic, întocmit $i verificat conform cu NP 074. Extinderea „Memoriului geotehnic” depinde de complexitatea lucr rii. La lucr ri apar!inând Categoriei geotehnice 1 „Memoriul geotehnic” va fi foarte sumar, la celelalte categorii volumul „Memoriului geotehnic” poate cre$te. În tabelul 5.3 este dat , conform NP 074, corelarea între metodele de proiectare $i Categoria geotehnic .

29

Tabelul 5.3 Corelarea între Categoria geotehnic! $i metodele de proiectare Categoria Geotehnic! 1 Categoria Geotehnic! 2 Categoria Geotehnic! 3

Met

ode

de

proi

ecta

re

Metode de proiectare bazate pe m suri prescriptive #i proceduri simplificate, ca de exemplu utilizarea tabelelor cu presiuni conven"ionale la fundarea direct . Calculele de stabilitate #i de deforma"ii se vor executa dup caz.

Calcule de rutin pentru stabilitate/ capacitate portant #i deforma"ii folosind metode uzuale recomandate în reglement rile tehnice în vigoare.

Calcule mai complexe cu utilizarea unor metode care pot s nu fie prezentate în reglement rile tehnice în vigoare.

5.4. Determinarea valorilor caracteristice #i de calcul ale parametrilor geotehnici 5.4.1. Stabilirea valorilor caracteristice ale parametrilor geotehnici prin estimare prudent

„Valoarea caracteristic! a unui parametru geotehnic trebuie stabilit! ca estimare prudent! a valorii care influen eaz! apari ia st!rii limit!”. Aceast prevedere din SR EN 1997-1 eviden!iaz trei aspecte, dup cum urmeaz :

este implicat! gândirea inginereasc!; este necesar un anumit grad de conservatorism; valoarea caracteristic! stabilit! trebuie corelat! cu starea limit!, cu alte cuvinte pot

exista pentru acela"i parametru mai multe valori caracteristice, fiecare asociat! cu o anumit! stare limit!.

Normativul NP 122 are la baz prevederile pertinente din capitolul 2 al standardului SR EN 1997-1 #i, totodat , "ine seama de experien"a acumulat în "ara noastr în ultimele decenii în calculul la st ri limit al terenului de fundare prin aplicarea pe parcursul mai multor decenii a standardelor 3300-1 #i 3300-2. Armonizat cu SR EN 1997-1, NP 122 arat c valoarea caracteristic (Xk) este, de cele mai multe ori, o estimare prudent a mediei valorilor determinate prin încerc ri sau prin m sur tori în volumul de teren care guverneaz , pentru starea limit considerat , comportarea structurii geotehnice. Valorile caracteristice ale parametrilor geotehnici se stabilesc, de regul , pentru elementul geologic denumit strat, alc tuit din p mânt apar"inând aceleia#i forma"iuni geomorfologice #i aceleia#i clase dar #i pentru subdiviziuni ale stratului: orizonturi (delimitate în grosime), lentile (delimitate în plan #i în grosimea stratului) #i zone (delimitate în plan). La stabilirea valorii caracteristice a unui parametru geotehnic trebuie avute în vedere dou aspecte majore:

a) Volumul de investiga"ii întreprinse pe teren #i în laborator #i gradul de încredere privind cunoa#terea valorilor parametrului

b) Zona din teren implicat în starea limit considerat #i capacitatea structurii de a transfera înc rc rile de la zonele slabe la zonele mai rezistente din teren

Cu privire la aspectul „a”, gradul de încredere în cuno#tin"ele asupra terenului depinde de volumul de informa"ii disponibile, ob"inute prin încerc ri sau prin alte surse, #i de gradul de împr #tiere (variabilitatea) rezultatelor. Cu cât num rul de încerc ri întreprinse pe

30

amplasament este mai mare iar volumul de alte informa"ii este mai mare, cu atât este de a#teptat s se ob"in o mai bun determinare a valorii caracteristice a parametrului geotehnic asociat cu producerea st rii limit în teren. Pe de alt parte, cu cât este mai mare împr #tierea rezultatelor, cu atât este mai mare incertitudinea asupra valorii care este asociat cu apari"ia st rii limit în teren. Cu privire la aspectul „b”, trebuie avut în vedere c valorile rezultatelor încerc rilor pentru parametrul geotehnic fluctueaz în mod aleator (stohastic) în jurul unei valori medii sau a unei tendin"e medii. Încerc rile, fie ele în laborator sau pe teren, implic volume mici de p mânt, în timp ce volumul de p mânt implicat în apari"ia unei st ri limit în teren este mare. Drept urmare, rezultatele încerc rilor trebuie mediate prin raport cu volumul de p mânt implicat în starea limit considerat . O valoare foarte apropiat de valoarea medie a parametrului geotehnic guverneaz starea limit atunci când:

- este implicat un volum mare în straturi omogene de p mânt, permi"ând o compensare între zonele mai slabe de c tre zonele mai tari;

- structura este suficient de rigid #i de puternic pentru a transfera for"ele de la punctele mai slabe ale funda"iei c tre punctele mai puternice.

O valoare apropiat de valorile aleatoare cele mai sc zute ale parametrului geotehnic poate guverna starea limit atunci când:

- este implicat un volum mic de p mânt, iar suprafa"a de cedare se poate dezvolta în principal în volumul de p mânt slab, sau

- structura nu este capabil s transfere for"ele de la zonele slabe la cele puternice, pentru c nu este suficient de puternic #i rigid .

În asemenea situa"ii, valoarea caracteristic stabilit este indicat s fie apropiat de cea mai joas valoare ob"inut din încerc ri sau s reprezinte valoarea medie a rezultatelor încerc rilor pentru volumul mic de p mânt aferent. În leg tur cu diferitele valori pe care le poate lua valoarea caracteristic a unui parametru geotehnic, în NP 122 sunt utiliza"i urm torii termeni:

Valoare caracteristic! inferioar! (Xk inf): valoarea caracteristic ob"inut la estimarea mediei când valorile inferioare sunt mai nefavorabile pentru apara"ia st rii limit ;

Valoare caracteristic! superioar! (Xk sup): valoarea caracteristic ob"inut la estimarea mediei când valorile superioare sunt mai nefavorabile pentru apari"ia st rii limit ;

Valoare caracteristic! local! (Xk loc): valoarea caracteristic ob"inut ca o estimare prudent , de regul , a celei mai sc!zute valori din volumul de teren care guverneaz apari"ia st rii limit în structura geotehnic sau în p r"i din aceasta.

În cele ce urmeaz , sunt prezentate exemple din anexa A la NP 122 care ilustreaz utilizarea, dup caz, a diferitelor valori caracteristice ale parametrilor geotehnici Xk, Xk inf, Xk sup #i Xk loc. Funda ii pe pilo i Stratifica"ia în cuprinsul fi#ei pilo"ilor cuprinde dou straturi de nisip, între care este intercalat un strat de turb . Sunt examinate dou cazuri:

31

- În primul caz (fig. 5.5a), la determinarea valorii caracteristice Rck a capacit "ii portante de compresiune a pilotului ob"inut prin utilizarea valorii caracteristice a rezisten"ei pe baza pilotului Rb,k #i a valorii caracteristice a rezisten"ei de frecare pe suprafa"a lateral a pilotului Rs,k, valori care depind de valoarea caracteristic a unghiului de frecare intern %k, este necesar s se utilizeze pentru fiecare din cele dou straturi de nisip valoarea corespunz toare a lui %k inf.

- În cel de al doilea caz (fig. 5.5b), se consider c la suprafa"a terenului se realizeaz o umplutur de p mânt, care reprezint o suprasarcin . Aceasta va determina tasarea s a stratului de turb . Ca urmare, stratul superior de nisip în mi#carea sa în jos va exercita o frecare negativ! asupra pilotului. La stabilirea m rimii frec rii negative, considerat ca ac"iune asupra pilotului, ce urmeaz a se ad uga ac"iunilor transmise de structur , este necesar s se utilizeze valoarea %k sup. În acest caz, la stabilirea capacit "ii portante la compresiune a pilotului se va lua în considerare doar stratul inferior de nisip, cu valoarea %k inf.

a b

Figura 5.5- Funda#ie pe pilo#i în dou! situa#ii: f!r! suprasarcin! deasupra cotei terenului natural (a), cu suprasarcin! deasupra cotei terenului natural (b)

Funda#ie pe radier a$ezat! pe un depozit de p!mânt de grosime variabil! Grosimea variabil a stratului de p mânt se datoreaz inclin rii patului de roc . Pentru estimarea tas rii, este prudent s se recurg la urm toarele valori ale modulului de deforma"ie E ale stratului de p mânt:

Ek sup în dreptul grosimii minime a stratului de p mânt Ek inf în dreptul grosimii maxime a stratului de p mânt

32

Figura 5.6 - Funda ie pe radier a"ezat! pe un depozit de p!mânt de grosime variabil! Funda#ie pe radier a unei structuri rigide a$ezate pe un strat omogen de p!mânt

Figura 5.7 - Funda ie pe radier a unei structuri rigide a"ezate pe un

strat omogen de p!mânt Cedarea terenului implic un volum mare într-un strat omogen de p mânt. În acest caz este indicat ca la calculul capacit "ii portante s se utilizeze valorile parametrilor rezisten"ei la forfecare %k #i ck, stabilite ca estimare prudent a mediei valorilor determinate prin încerc ri în volumul mare de p mânt care guverneaz apari"ia st rii limit .

Taluz cu berm! supus! unei suprasarcini q În acest caz se impun dou verific ri distincte.

- Pierderea stabilit "ii generale a întregului taluz implic , la fel ca în exemplul precedent, un volum mare de p mânt. Calculul de stabilitate general este indicat s se efectueze cu utilizarea valorilor parametrilor rezisten!ei la forfecare %k #i ck ai p mântului stabilite prin estimarea prudent a mediei valorilor determinate prin încerc ri în volumul mare de p mânt care guverneaz apari"ia st rii limit .

33

- Pierderea local de stabilitate, datorat ced rii bermei sub ac"iunea suprasarcinii q. În

acest caz, verificarea de stabilitate este indicat s se efectueze utilizându-se %k loc #i ck loc, stabilite prin estimarea prudent a valorilor medii ale parametrilor rezisten"ei la forfecare a p mântului în volumul mic de p mânt implicat.

Figura 5.8 – Taluz cu bern! supus! unei suprasarcini Funda ie pe radier flexibil a unui rezervor acoperit Structura nu este suficient de rigid pentru a transfera for"ele de la punctele mai slabe c tre cele mai puternice #i a angaja pe aceast cale un volum mare de p mânt. În consecin" , este necesar verificarea ced rii locale sub peretele exterior, utilizându-se %k loc #i ck loc stabilite prin estimarea prudent a valorilor medii ale parametrilor rezisten"ei la forfecare a p mântului în volumul mic de p mânt implicat. Funda ii izolate sub stâlpii unei hale parter (fig. 5.9 b) În cedarea terenului sub fiecare din stâlpii halei este implicat un volum mic de p mânt. &i în acest caz, valorile de utilizat ale parametrilor rezisten"ei la forfecare sunt %k loc #i ck loc.

a) b) Funda#ie pe radier flexibil a unui rezervor

acoperit Funda#ii izolate sub stâlpii unei hale

parter

Figura 5.9

q

34

5.4.2. Stabilirea valorilor caracteristice ale parametrilor geotehnici prin utilizarea

metodelor statistice

Determinarea prin metode statistice a propriet "ilor materialelor este prezentat în anexa informativ D din SR EN 1990 În SR EN 1997-1 nu exist o trimitere explicit la anexa D din SR EN 1990 ci se men"ioneaz , pur #i simplu, posibilitatea utiliz rii metodelor statistice pentru alegerea valorilor caracteristice ale propriet "ilor terenului. Este, totu#i, de la sine în"eles c aceast utilizare presupune existen"a unui num r suficient de mare de rezultate ale încerc rilor, incluzând #i date din experien"a prealabil . SR EN 1997-1 recomand ca, atunci când se utilizeaz metode statistice, valoarea caracteristic s fie determinat astfel încât probabilitatea calculat a unei valori mai defavorabile care guverneaz apari"ia st rii limit considerate, s nu dep #easc 5%. Din acest punct de vedere, o estimare prudent a valorii medii const în a alege valoarea medie a unui ansamblu limitat de valori ale parametrului geotehnic cu un nivel de încredere de 95%, în timp ce, prin raport cu o cedare local , o estimare prudent a valorii celei mai reduse este o cuantil de 5%. Se admite c valorile parametrului geotehnic se înscriu pe o curb de distribu"ie normal de tip Gauss (fig. 5.10). Atunci când starea limit este guvernat de un volum mare de p mânt, valoarea caracteristic a parametrului Xk trebuie aleas drept o estimare prudent a valorii medii Xk,med. Metodele statistice trebuie s conduc la o estimare a lui Xk,med, valoarea necunoscut a parametrului care guverneaz starea limit în teren, cu un anumit nivel de încredere, de exemplu cu probabilitatea de 95% ca valoarea medie care guverneaz apari"ia st rii limit în teren s fie mai favorabil decât valoarea caracteristic .

Figura 5.10 Curba de distribu#ie normal! de tip Gauss a valorilor parametrului geotehnic Atunci când starea limit este guvernat de un volum mic de p mânt #i nu se dispune de probe în acel volum, ca în exemplele din figurile 5.4, 5.5a, 5.5b, valoarea caracteristic Xk loc trebuie astfel aleas încât s existe o probabilitate de numai 5% ca undeva în teren s existe o valoare mai defavorabil decât valoarea caracteristic . În asemenea cazuri, valoarea caracteristic Xk loc este indicat s corespund la o cuantil de 5%.

35

Este de observat c , în unele situa"ii, cuantila de 5% poate conduce la valori foarte mici ale parametrului geotehnic #i la o proiectare mult prea acoperitoare. Solu"ia const în efectuarea unei investiga"ii suplimentare a terenului, care s permit ob"inerea pentru zonele respective a unor valori medii locale ale parametrului. Formulele statistice pentru determinarea valorilor parametrului geotehnic cu un nivel de încredere de 95%, sau pentru cuantila de 5%, depind de tipul de popula"ie statistic , de tipul de probe #i de volumul #i gradul de încredere al cuno#tin"elor prealabile. O distinc"ie trebuie f cut între popula"iile statistice f!r! tendin ! #i cele cu tendin !. Popula"iile f!r! tendin ! sunt popula"ii omogene în care valorile parametrului prezint fluctua"ii aleatoare în jurul valorii medii. Nu se poate stabili o leg tur între valoarea parametrului #i locul unde s-a ob"inut valoarea care intr în prelucrare. Popula"iile cu tendin ! sunt popula"ii la care valorile parametrului sunt distribuite aleator în jurul unei varia"ii clare în func"ie de un alt parametru. Drept exemple de tendin" se pot da varia"ia cu adâncimea a rezisten"ei la forfecare în condi"ii nedrenate #i a compresibilit "ii argilelor normal consolidate. O alt distinc"ie se face în func"ie de modul în care sunt ob"inute popula"iile statistice. Se vorbe#te despre o popula ie local! atunci când rezultatele încerc rilor sau valorile derivate sunt ob"inute prin încerc ri întreprinse chiar pe amplasament sau foarte aproape de amplasamentul structurii ce urmeaz a se proiecta. Se vorbe#te despre popula ii regionale atunci când rezultatele încerc rilor sunt ob"inute prin încerc ri asupra aceleia#i forma"iuni geologice, dar întreprinse pe o arie extins #i aflate, de exemplu, într-o banc de date. Dac se dispune de o popula"ie local destul de mare, ea va putea servi la alegerea valorii caracteristice a parametrului geotehnic. Atunci când informa"ia local este insuficient sau lipse#te cu des vâr#ire, stabilirea valorii caracteristice se va baza pe datele popula"iei regionale sau pe alt experien" relevant . Totu#i, acest procedeu poate fi acceptat, în cazul unor lucr ri care se încadreaz în categoriile geotehnice 2 sau 3, doar în faza unei proiect ri preliminare, urmând ca valoarea caracteristic s fie apoi stabilit pe baza rezultatelor încerc rilor pe amplasament. În SR EN 1997-1 se cere ca metodele statistice s permit folosirea cuno#tin"elor prealabile asupra propriet "ilor acelora#i tipuri de p mânturi. O modalitate de a introduce cuno#tin"ele prealabile o constituie utilizarea coeficientului de varia"ie Vx al propriet "ii p mântului pentru care trebuie stabilit valoarea caracteristic . Valoarea caracteristic XK se calculeaz cu rela"ia:

XK = Xm (1 ± knVx) (5.7) unde Xm este media aritmetic a valorilor parametrului;

Vx este coeficientul de varia"ie; kn este un coeficient statistic de varia"ie a mediei, care depinde de num rul de valori selectate #i de nivelul de asigurare a mediei.

La luarea în considerare a coeficientului de varia"ie Vx, apar dou situa"ii extreme:

36

a. Vx nu este cunoscut a priori #i trebuie estimat pe baza rezultatelor celor n încerc ri care formeaz popula"ia local . Acesta este cazul „Vx necunoscut”.

b. Coeficientul de varia"ie Vx este cunoscut a priori (Vx cunoscut). Cunoa#terea prealabil poate rezulta din interpretarea unor încerc ri prealabile, din baza de date sau din valori publicate ale coeficien"ilor de varia"ie pentru propriet "ile unor terenuri similare (experien" comparabil ). În acest caz, Vx în rela"ia (5.8) este o valoare cunoscut a priori.

Coeficientul de varia"ie se calculeaz astfel:

xx

m

sV

X% (5.8)

& '21

1x i ms X Xn

% !!( (5.9)

im

XX

n%( (5.10)

în care:

sx abaterea standard a valorilor individuale selectate Xi, determinate prin încerc ri sau derivate din rezultatele încerc rilor pe teren sau în laborator,

Xm media aritmetic a valorilor Xi selectate, n num rul de valori Xi selectate.

Valorile coeficientului statistic kn pentru un nivel de asigurare de 95% , conform cu NP 122, sunt date în tabelul 5.4.

Tabelul 5.4 Valorile coeficientului statistic kn

Num!rul de valori n Valori kn pentru

Vx necunoscut Vx cunoscut 3 4 5 6 8

10 20 ' 30

1,69 1,18 0,95 0,82 0,67 0,58 0,39 0,31

0,95 0,82 0,74 0,67 0,58 0,52 0,37 0,30

Not!: Pentru valori n intermediare, se admite interpolarea linear a valorilor kn din tabel.

În func"ie de semnul + sau – utilizat în rela"ia (5.7) se stabilesc valorile caracteristice superioare (Xk sup), respectiv inferioare (Xk inf) ale parametrului geotehnic:

& ' sup 1k m n xX X k V% ) * (5.11)

37

& ' inf 1k m n xX X k V% ! * (5.12)

Alegerea semnului se face astfel încât s se ob"in o cre#tere a siguran"ei. De cele mai multe ori, valoarea Xk inf este cea care îndepline#te aceast condi"ie. Exemplele din figurile (5.1.b) #i (5.2) au ilustrat situa"ii în care cre#terea siguran"ei a cerut utilizarea valorii caracteristice superioare a parametrilor geotehnici. Un alt exemplu în acela#i sens îl reprezint cazul unui zid de sprijin la care se utilizeaz valoarea caracteristic superioar pentru greutatea volumic , &, a p mântului într-o formul de tipul:

21

2a aP H K"%

cu care se stabile#te m rimea împingerii active a p mântului asupra unui zid de sprijin de în l"ime H. Pentru calculul valorilor caracteristice locale Xk loc, NP 122 d urm toarea rela"ie:

& ' loc 1 2k m xX X V% ! (5.13)

cu precizarea c nu se va utiliza metoda Vx cunoscut. 5.4.3. Stabilirea valorilor de calcul (de proiectare) ale parametrilor geotehnici

Conform principiului definit în art. 2.4.6.2 din SR EN 1997-1, valorile de calcul (de proiectare) ale parametrilor geotehnici, Xd, trebuie stabilite fie pe baza valorilor caracteristice, cu rela"ia:

kd

M

XX

"% (5.14)

fie prin determinare direct . Coeficientul par"ial de siguran" (M este definit în anexa A, cu caracter normativ, din SR EN 1997-1, unde sunt date $i valorile acestuia. 5.4.4. Exemple de calcul privind stabilirea valorilor caracteristice ale parametrilor

geotehnici, de utilizat în calcule de deforma!ii "i de capacitate portant

Într-un amplasament în care urmeaz a se construi un rezervor (fig. 5.11), s-au executat dou foraje geotehnice din care au fost prelevate probe tulburate #i netulburate, asupra c rora s-au efectuat încerc ri de laborator geotehnic pentru determinarea caracteristicilor fizice #i mecanice.

38

Figura 5.11 Pe baza investig rii terenului de fundare a rezultat c acesta este alc tuit, pân la adâncimea de 6.50…8.70 m, dintr-o argil pr foas , cu plasticitate mare, aflat în stare de consisten" plastic vârtoas . Principalele rezultate ale încerc rilor de laborator sunt prezentate în tabelul 5.5.

Tabelul 5.5 Principalele rezultate ale încerc!rilor de laborator

Forajul Proba Adâncimea IP [%] IC [-] " [g/cm3]

n [%] Eoed

[kPa] + [,]

c [kPa]

F1 N1 2.00 28.6 0.78 1.87 40.3 8500 17.5 28.4 F1 N2 4.00 29.3 0.82 1.92 39.6 8800 17.8 29.6 F1 N3 6.00 30.2 0.93 1.97 39.3 9700 19.2 32.1 F2 N1 2.00 27.8 0.78 1.86 40.7 7800 16.8 24.8 F2 N2 4.00 28.3 0.84 1.90 39.7 8200 17.1 26.2 F2 N3 6.00 30.4 0.92 1.96 39.5 9300 19.3 31.6 F2 N4 8.00 31.2 0.97 1.99 39.1 9700 19.7 32.1 Pentru verificarea terenului de fundare la starea limit! de deforma"ii prin calculul tas rii diferen"iate (fig. 5.12), trebuie determinate valorile caracteristice pentru:

Plasticitatea p mântului Consisten"a p mântului Greutatea volumic (densitatea) în stare natural Porozitatea #i indicele porilor Modulul de deforma"ie edometric, Eoed #i modulul de deforma"ie liniar , E = M0·Eoed,

unde coeficientul de corec"ie M0 se determin pe baza tabelului A.3.1. din NP 122.

39

Figura 5.12 Exemplu de calcul 1: Determinarea valorilor caracteristice ale indicelui de plasticitate 1.1. Calculul coeficientului de varia"ie, Vx: 1.1.1. Media aritmetic a valorilor Xi;

%4.297

2.314.303.288.272.303.296.28%%-

))))))%

.% mPm

im IX

n

XX

1.1.2. Abaterea standard a valorilor individuale Xi;

& ' & ' & ' & '/ 0 2.14.292.31...4.293.294.296.2817

1

1

1 2222%-!))!)!

!%!.

!% xmix sXX

ns

1.1.3. Coeficientul de varia"ie, Vx;

042.04.29

2.1%-%% x

m

xx V

X

sV

Observa"ie: Prin consultarea tabelului 3.1 – „Valori maxime ale coeficientului de varia"ie recomandate pentru delimitarea unui element geologic” din NP 122 se constat c valoarea coeficientului de varia"ie este mai mic decât valoarea maxim recomandat (Vx max = 0.30) ceea ce confirm faptul c probele provin din acela#i strat geologic.

40

1.2. Calculul valorilor caracteristice ale indicelui de plasticitate: 1.2.1. Coeficientul statistic kn pentru stabilirea valorilor caracteristice; Deoarece se iau în considerare numai valorile determinate direct prin încerc ri, coeficientul de varia"ie pentru terenul respectiv nu este cunoscut în prealabil iar valoarea kn se ia din Tabelul 3.2 (NP 122), coloana Vx necunoscut. Pentru num rul de valori n = 7, kn se determin prin interpolare, kn = 0.745. 1.2.2. Valoarea caracteristic superioar :

& ' & ' %3.30042.0745.014.291 supsupsup %%-*)%*)% kPkxnmk IXVkXX

1.2.3. Valoarea caracteristic inferioar :

& ' & ' %5.28042.0745.014.291 infinfinf %%-*!%*!% kPkxnmk IXVkXX

Exemplu de calcul 2: Determinarea valorilor caracteristice ale indicelui de consisten" 2.1. Calculul coeficientului de varia"ie, Vx: 2.1.1. Media aritmetic a valorilor Xi;

86.07

97.092.084.078.093.082.078.0%%-

))))))%

.% mCm

im IX

n

XX


& ' & ' & ' & '/ 0 077.086.097.0...86.082.086.078.017

1

1

1 2222%-!))!)!

!%!.

!% xmix sXX

ns


089.086.0

077.0%-%% x

m

xx V

X

sV

Observa"ie: Prin consultarea tabelului 3.1 – „Valori maxime ale coeficientului de varia"ie recomandate pentru delimitarea unui element geologic” din NP 122 se constat c valoarea coeficientului de varia"ie este mai mic decât valoarea maxim recomandat (Vx max = 0.15) ceea ce confirm faptul c probele provin din acela#i strat geologic. 2.2. Calculul valorilor caracteristice ale indicelui de consisten" : 2.2.1. Coeficientul statistic kn pentru stabilirea valorilor caracteristice; Deoarece se iau în considerarea numai valorile determinate direct prin încerc ri,coeficientul de varia"ie pentru terenul respectiv nu este cunoscut în prealabil iar valoarea kn se ia din Tabelul 3.2 (NP 122), coloana Vx necunoscut. Pentru num rul de valori n = 7, kn se determin prin interpolare, kn = 0.745.

41

2.2.2. Valoarea caracteristic superioar :

& ' & ' 92.0089.0745.0186.01 supsupsup %%-*)%*)% kCkxnmk IXVkXX


& ' & ' 81.0089.0745.0186.01 infinfinf %%-*!%*!% kCkxnmk IXVkXX

Exemplu de calcul 3: Determinarea valorilor caracteristice ale densit "ii )n stare natural 3.1. Calculul coeficientului de varia"ie, Vx: 3.1.1. Media aritmetic a valorilor Xi;

3924.17

99.196.190.186.197.192.187.1cmgX

n

XX mm

im %%-

))))))%

.% 1


& ' & ' & ' & '/ 0 051.0924.199.1...924.192.1924.187.117

1

1

1 2222%-!))!)!

!%!.

!% xmix sXX

ns


0263.0924.1

051.0%-%% x

m

xx V

X

sV

Observa"ie: Prin consultarea tabelului 3.1 – „Valori maxime ale coeficientului de varia"ie recomandate pentru delimitarea unui element geologic” din NP 122 se constat c valoarea coeficientului de varia"ie este mai mic decât valoarea maxim recomandat (Vx max = 0.05) ceea ce confirm faptul c probele provin din acela#i strat geologic. 3.2. Calculul valorii caracteristice a densit "ii în stare natural : 3.2.1. Coeficientul statistic kn pentru stabilirea valorilor caracteristice; Deoarece se iau în considerarea numai valorile determinate direct prin încerc ri,coeficientul de varia"ie pentru terenul respectiv nu este cunoscut în prealabil iar valoarea kn se ia din Tabelul 3.2 (NP 122), coloana Vx necunoscut. Pentru num rul de valori n = 7, kn se determin prin interpolare, kn = 0.745. 3.2.2. Valoarea caracteristic superioar :

& ' & ' 3supsupsup 96.10263.0745.01924.11 cmgXVkXX kkxnmk %%-*)%*)% 1

42


& ' & ' 3infinfinf 89.10263.0745.01924.11 cmgXVkXX kkxnmk %%-*!%*!% 1

Exemplu de calcul 4: Determinarea valorilor caracteristice ale porozit "ii 4.1. Calculul coeficientului de varia"ie, Vx: 4.1.1. Media aritmetic a valorilor Xi;

%7.397

1.395.397.397.403.396.393.40%%-

))))))%

.% mm

im nX

n

XX


& ' & ' & ' & '/ 0 565.07.391.39...7.396.397.393.4017

1

1

1 2222%-!))!)!

!%!.

!% xmix sXX

ns


014.07.39

565.0%-%% x

m

xx V

X

sV

4.2. Calculul valorilor caracteristice ale porozit "ii: 4.2.1. Coeficientul statistic kn pentru stabilirea valorilor caracteristice; Deoarece se iau în considerarea numai valorile determinate direct prin încerc ri,coeficientul de varia"ie pentru terenul respectiv nu este cunoscut în prealabil iar valoarea kn se ia din Tabelul 3.2 (NP 122), coloana Vx necunoscut. Pentru num rul de valori n = 7, kn se determin prin interpolare, kn = 0.745. 4.2.2. Valoarea caracteristic superioar :

& ' & ' %2.40014.0745.017.391 supsupsup %%-*)%*)% kkxnmk nXVkXX


& ' & ' %3.39014.0745.017.391 infinfinf %%-*!%*!% kkxnmk nXVkXX

Exemplu de calcul 5: Determinarea valorilor caracteristice ale modulului de deforma"ie edometric 5.1. Calculul coeficientului de varia"ie, Vx: 5.1.1. Media aritmetic a valorilor Xi;

kPaEXn

XX moedm

im 8857

7

9700930082007800970088008500%%-

))))))%

.%

43

5.1.2. Abaterea standard a valorilor individuale Xi:

& '

& ' & ' & '/ 0 3.74188579700...885788008857850017

1

1

1

222

2

%-!))!)!!

%!.!

%

x

mix

s

XXn

s


084.08857

3.741%-%% x

m

xx V

X

sV

5.2. Calculul valorilori caracteristice ale modulului de deforma"ie edometric: 5.2.1. Coeficientul statistic kn pentru stabilirea valorilor caracteristice; Deoarece se iau în considerarea numai valorile determinate direct prin încerc ri,coeficientul de varia"ie pentru terenul respectiv nu este cunoscut în prealabil iar valoarea kn se ia din Tabelul 3.2 (NP 122), coloana Vx necunoscut. Pentru num rul de valori n = 7, kn se determin prin interpolare, kn = 0.745. 5.2.2. Valoarea caracteristic superioar :

& ' & ' kPaEXVkXX koedkxnmk 9409084.0745.0188571 supsupsup %%-*)%*)%


& ' & ' kPaEXVkXX koedkxnmk 8305084.0745.0188571 infinfinf %%-*!%*!%

Din Tabelul A.3.1. (NP 122), pentru un p mânt cu plasticitate mare (IP > 20 %), aflat în stare de consisten" plastic vârtoas (IC = 0.76 ÷ 1), cu indicele porilor e = 0.61 ÷ 0.80, rezult M0 = 1.5. Tasarea minim se va calcula în zona în care pachetul coeziv are grosimea minim , considerându-se modulul de deforma"ie liniar Ek sup:

kPaEMEE kkoedk 141145.19409 sup0supsup %-*%*%

Tasarea maxim se va calcula în zona în care pachetul coeziv are grosimea maxim , considerându-se modulul de deforma"ie liniar Ek inf:

kPaEMEE kkoedk 124585.18305 inf0infinf %-*%*%

Pentru verificarea la dep! irea local! a capacit!"ii portante a terenului, ilustrat prin schema de cedare din figura 5.13, se determin valorile caracteristice locale ob"inute în func"ie de rezultatele preluate din tabelul 15.7 #i date în tabelul 5.6 încerc rilor de laborator pentru + #i c pe probe provenite de la adâncimile de 2 #i 4 m .

44

Tabelul 5.6 Valorile + "i c la adâncimile de 2.00 "i 4.00 m Forajul Proba Adâncimea + [,] c [kPa]

F1 N1 2.00 17.5 28.4 F1 N2 4.00 17.8 29.6 F2 N1 2.00 16.8 24.8 F2 N2 4.00 17.1 26.2

Figura 5.13 Exemplu de calcul: Determinarea valorilor caracteristice locale ale unghiului de frecare intern 1. Calculul coeficientului de varia"ie, Vx: 1.1. Media aritmetic a valorilor Xi;

3.174

1.178.168.175.17%%-

)))%

.% mm

im X

n

XX +

1.2. Abaterea standard a valorilor individuale Xi;

& ' & ' & ' & '/ 0 44.03.171.17...3.178.173.175.1717

1

1

1 2222%-!))!)!

!%!.

!% xmix sXX

ns

1.3. Coeficientul de varia"ie, Vx;

0254.03.17

44.0%-%% x

m

xx V

X

sV

45

2. Calculul valorii caracteristice locale a unghiului de frecare intern : În cazul de fa" , ca #i în majoritatea calculelor practice, intervine numai valoarea local inferioar .

& ' & ' 4.160254.0213.1721 %%-*!%*!% locklockxmlock XVXX +

Exemplu de calcul: Determinarea valorilor caracteristice locale ale coeziunii 1. Calculul coeficientului de varia"ie, Vx: 1.1. Media aritmetic a valorilor Xi;

kPacXn

XX mm

im 25.27

4

2.268.246.294.28%%-

)))%

.%

1.2. Abaterea standard a valorilor individuale Xi;

& ' & ' & ' & '/ 0 16.225.272.26...25.276.2925.274.2817

1

1

1 2222%-!))!)!

!%!.

!% xmix sXX

ns

1.3. Coeficientul de varia"ie, Vx;

079.025.27

16.2%-%% x

m

xx V

X

sV

2. Calculul valorii caracteristice locale a coeziunii: În cazul de fa" , ca #i în majoritatea calculelor practice, intervine numai valoarea local inferioar .

& ' & ' kPacXVXX locklockxmlock 9.220254.0213.1721 %%-*!%*!%

46

CAPITOLUL 6. PROIECTAREA GEOTEHNIC$ A FUNDA%ILOR DE SUPRAFA%$ Acest capitol are în vedere prevederile din NP 112 care sunt corelate cu prevederile din SR EN 1997-1 #i SR EN 1997-1/NB, Sec"iunea 6. 6.1. St!ri limit! La proiectarea geotehnic a funda"iilor de suprafa" trebuie s fie luate în considerare urm toarele st ri limit : a. St rile limit ultime de tip GEO, caracterizate prin deplas ri neamortizate ale funda"iei, se

pot manifesta prin: - pierderea stabilit "ii generale; - epuizarea capacit "ii portante, cedarea prin poansonare; - cedarea prin alunecare; - cedarea combinat în teren - cedarea combinat în teren #i structur . b. Starea limit ultim de tip STR, caracterizat prin deplas ri amortizate mari ale funda"iilor,

se poate manifesta prin cedarea structural . c. St rile limit de exploatare se pot manifesta prin: - tas ri excesive; - ridicarea excesiv a terenului datorit umfl rii, înghe"ului #i altor cauze; - vibra"ii inacceptabile. 6.2. Metode de proiectare La proiectarea geotehnic a funda"iilor de suprafa" trebuie utilizat una din metodele prezentate mai jos. Metoda direct! presupune calcule separate pentru fiecare stare limit . La starea limit ultim , modelul de calcul trebuie s simuleze cât mai bine cu putin" mecanismul de cedare. - Pentru calculul capacit "ii portante se utilizeaz metoda bazat pe un model de calcul analitic prezentat în Anexa F la NP 112. - Pentru verificarea fa" de cedarea prin lunecarea pe talp , care trebuie efectuat atunci când înc rcarea nu este normal pe talpa funda"iei, se utilizeaz metoda prezentat la pct. I.6.2 din NP 112. La starea limit de exploatare se impune efectuarea unui calcul al tas rilor. Metodele de calcul utilizate sunt: - metode analitice:

- metoda însum rii tas rilor pe strate elementare (Anexa H la NP 112);

47

- metodele bazate pe solu"ii din teoria elasticit "ii pentru calculul tas rii (Anexa F la SR EN 1997-1), respectiv pentru calculul înclin rii funda"iei dreptunghiulare, circulare sau continue (Anexa H la NP 112).

- metode care utilizeaz modele semi-empirice, bazate pe rezultatele unor încerc ri pe

teren, în conformitate cu Anexele B2, C2 #i D4 la SR EN 1997-2 (încercarea cu penetrometrul cu con, încercarea cu presiometrul, încercarea de penetrare standard).

Metoda indirect! este bazat pe experien"a comparabil #i utilizeaz rezultatele încerc rilor pe teren sau în laborator sau alte observa"ii, precum #i înc rc rile corespunz toare st rii limit de exploatare. Întrucât experien"a comparabil corespunde st rii limit de exploatare, utilizarea metodei indirecte satisface în mod automat cerin"ele SLE. În acela#i timp, metoda indirect acoper implicit #i cerin"ele st rii limit ultime, cu condi"ia s existe o experien" comparabil . A#adar, metoda indirect este o metod care asigur într-un singur pas verificarea atât la starea limit de exploatare cât #i la starea limit ultim . În metoda indirect calculele se pot efectua utilizând modele analitice sau semi-empirice dar, întrucât se verific doar condi"iile impuse de SLE, nu este necesar adoptarea unei anumite abord ri de calcul ca în cazul metodei directe. Un exemplu de metod indirect este dat în Anexa C1 la SR EN 1997-2. Metoda prescriptiv! este bazat pe experien"a comparabil care arat c funda"ii dimensionate pentru o anumit presiune pe teren au condus la deforma"ii acceptabile pentru o construc"ie. În acest mod, presiunea devine la rându-i acceptabil pentru a putea fi aplicat la lucr ri similare în condi"ii de teren similare. Un exemplu de metod prescriptiv îl constituie presiunile conven"ionale date în Anexa C la NP 112. Trebuie avut în vedere c dimensionarea în faza final de proiectare a funda"iei pe baza presiunii conven"ionale reprezint satisfacerea simultan a cerin"elor atât pentru SLU cât #i pentru SLE. 6.3 Proiectarea la st!ri limit! ultime Stabilitatea general! Trebuie verificat în urm toarele situa"ii: în apropiere sau pe un taluz, natural sau artificial; în apropierea unei excava"ii sau a unei lucr ri de sus"inere; în apropiere de un râu, canal, lac, rezervor sau de malul m rii; în apropierea unor exploat ri miniere sau a unor lucr ri îngropate. Metodele de verificare a stabilit "ii generale sunt examinate în SR EN 1997-1, Sec"iunea 11. Capacitatea portant! Trebuie satisf cut inegalitatea [(I.13) NP 112]: Vd # Rd (6.1) unde:

48

Vd este valoarea de calcul a ac"iunii verticale sau componenta vertical a unei ac"iuni totale aplicat la baza funda"iei; Rd este valoarea de calcul a capacit "ii portante. În Vd trebuie inclus greutatea proprie a funda"iei, greutatea oric rui material de umplutur #i toate presiunile p mântului, fie favorabile, fie nefavorabile; presiunile apei, care nu se datoreaz înc rc rilor transmise terenului de fundare, trebuie incluse ca ac"iuni. Rd se calculeaz , dup caz, cu rela"iile F.1 #i F.2 din Anexa F la NP 112. Rezisten"a la lunecare Se cere îndeplinirea condi"iei [(I.23) NP 112]: Hd # Rd + Rp;d (6.2) unde: Hd este valoarea de calcul a ac"iunii orizontale sau componenta orizontal a unei ac"iuni totale aplicat paralel cu baza funda"iei, incluzând valoarea de calcul a oric rei presiuni active a p mântului asupra funda"iei; Rd este valoarea de calcul a rezisten"ei ultime la lunecare; Rp;d este valoarea de calcul a rezisten"ei frontale #i/sau laterale mobilizate ca urmare a ac"iunii executate de Hd asupra funda"iei. Aceat stare limit ultim de tip GEO pentru funda"ie poate fi atins chiar #i f r formarea unui mecanism de cedare în p mântul din fa"a funda"iei. Cu alte cuvinte, Rp;d poate s nu reprezinte rezisten"a pasiv a p mântului, pentru a c rei mobilizare sunt necesare deplas ri mari. Trebuie, totodat , avute în vedere efectele excav rii locale, eroziunii, contrac"iei argilei #.a., care pot reduce sau chiar anula rezisten"a pasiv din fa"a funda"iilor de mic adâncime ale zidurilor de sprijin. Rd se calculeaz , dup caz, cu rela"iile I.24 #i I.25 din NP 112. Cedarea structural! datorat! deplas!rii funda"iei Aceasta este o stare limit ultim de tip STR, datorat deplas rilor diferen"iale verticale #i orizontale ale funda"iilor, produse, de pild , de: - tas ri sau deplas ri orizontale mari; - tas ri ca urmare a coborârii nivelului apei subterane; - contrac"ii ca urmare a suc"iunilor exercitate de r d cinile pomilor din vecin tatea funda"iilor; - umflarea argilelor ca urmare a varia"iilor de umiditate; - tas ri ale p mânturilor afânate în urma vibra"iilor, inunda"iilor etc. Valorile limit ale deplas rilor, în vederea evit rii ced rii structurale, trebuie stabilite la proiectarea structurii. În Anexa H din NP 112 sunt date valori limit orientative ale deforma"iilor structurilor #i deplas rilor funda"iilor.

49

6.4. Proiectarea la starea limit! de exploatare Pentru st rile limit de exploatare în teren sau într-o sec"iune, element sau îmbinare a structurii, trebuie verificat îndeplinirea condi"iei [(I.12) NP 112]: Ed * Cd (6.3) unde: Ed este valoarea de calcul a efectului unei ac"iuni sau combina"iilor de ac"iuni Cd este valoarea de calcul limit a efectului unei ac"iuni sau combina"ii de ac"iuni În concordan" cu practica de proiectare din "ara noastr , bazat pe aplicarea metodei st rilor limit , rela"ia (6.3) din Anexa H la NP 112 este particularizat sub forma:

s s2 #2 sau t t2 #2 (6.4) unde:

s2 sau t2 - deplas ri sau deforma"ii posibile, calculate conform NP 112 Anexa H

s2

- valori limit ale deplas rilor funda"iilor #i deforma"iilor structurilor, stabilite de proiectantul structurii sau determinate conform NP 112 Anexa H tabelul H.1

t2

- valori limit ale deplas rilor funda"iilor #i deforma"iilor structurilor admise din punct de vedere tehnologic, specificate de proiectantul tehnolog, în cazul constructiilor cu restric"ii de deforma"ii în exploatare

De asemenea, "inând seama de practica de proiectare din "ara noastr , NP 112 introduce, al turi de condi"iile (6.4), condi"ia de verificare a criteriului privind limitarea înc rc rilor transmise la teren [(I.26) NP 112]: pef,med < ppl (6.5) unde: pef,med este presiunea efectiv medie la baza funda"iei, calculat pentru grup rile de ac"iuni (efecte ale ac"iunilor) definite conform CR 0, dup caz (caracteristic , frecvent , cvasipermanent ) ppl este presiunea plastic , care reprezint valoarea de calcul limit a presiunii pentru care în p mânt apar zone plastice de extindere limitat . Presiunea plastic se calculeaz , dup caz, cu rela"iile H.16 #i H.17 din Anexa H la NP 112. Condi"ia de verificare (6.5) exprim o condi"ie de veridicitate a calculului tas rilor bazat pe modelul Hooke al mediului elastic atât la stabilirea eforturilor în teren cât #i la definirea rela"iilor efort – deforma"ie. Se admite c , atât timp cât zonele plastice au extindere limitat (pe o adâncime egal cu 1/4 din l "imea B a funda"iei), acest model poate sta la baza estim rii tas rilor. O extindere mai mare a zonelor plastice ar conduce la un mediu elasto-plastic pentru care tas rile ar trebui calculate pe alte baze (de exemplu prin aplicarea metodei elementelor finite) ceea ce, în mod obi#nuit, nu se justific .

50

Rela"ia (6.5) se utilizeaz pentru calculul la starea limit de exploatare #i, în consecin" , coeficien"ii par"iali de rezisten" pentru parametrii geotehnici ", + #i c au valoarea unitar ("M = 1,0). 6.5 Exemple de calcul

6.5.1 Funda!ie izolat solicitat de for!e axiale centrice pe un strat de nisip uscat

Situa"ia de proiectare Dimensiunile funda"iei: L = 2,60 m, B = 2,20 m, D = 0,50 m. Valori caracteristice ale înc rc rilor axiale centrice: VGk = 800 kN, VQk = 450 kN. Valori caracteristice ale parametrilor geotehnici: +'k = 35°, "k = 18 kN/m3, Ek = 15 MPa. Valoare caracteristic pentru greutatea volumic a betonului armat: "ck = 25 kN/m3.

VGk+VQk

B

D

1. Verificarea la SLU – GEO (Capacitatea portant ) Ab1G1: A1 “+” M1 “+” R1 A1:"G = 1,35, "Q = 1,50 M1:"+’ = 1,00, ""=1,00 R1:"R;v = 1,00 Rela"ia de verificare: Vd * Rd Valoarea de calcul a ac"iunilor verticale: Vd = G(WGk + VGk) + QVQk = G( ckLBD + VGk) + QVQk = 1852 kN. Valoarea capacit !ii portante:

R = A' (c'dNc bc scic + q' Nq bq sqiq + 0,5 'B' N b s i ) unde: c'd - valoarea de calcul a coeziunii efective Nc, Nq, N - factori adimensionali pentru capacitate portant în func!ie de !"d: Nq = e"tan!'tan2(45.+!"d/2) Nc = (Nq - 1) cot!"d N = 2 (Nq- 1) tan#, în care# = !"d/2

51

!"d - valoarea de calcul a unghiului de frecare intern în termeni de eforturi efective bc, bq, b - factori adimensionali pentru înclinarea bazei funda!iei; pentru funda!ie cu baza orizontal : bq = b = bc = 1 sc, sq, s - factori adimensionali pentru forma bazei funda!iei; pentru funda!ia cu baza rectangular : sq = 1 + (B'/L' ) sin!"d s = 1 – 0,3 (B'/L') sc = (sq$Nq -1)/(Nq - 1) ic, iq, i - factori adimensionali pentru înclinarea înc rc rii; pentru înc rcare vertical : ic = iq = i = 1 q' - suprasarcina efectiv la nivelul bazei funda!iei ' - valoarea de calcul a greut !ii volumice efective a p mântului sub baza funda!iei Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : !"d = 35%; d = 18 kN/m3; Nq = 33,3; Nc = 46,1; N = 20,4; sq = 1,49; s = 0,75; sc = 1,5 (B' = B, L' = L pentru înc rcarea centric ); q' = dD = 9 kPa; R = 4267 kN. Valoarea de calcul a capacit !ii portante: Rd = R/ Rv = 4267 kN. Verificare: 1852 kN $ 4267 kN (adev rat % îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,1,1= (Vd/Rd)100 = 43%. Ab1G2: A2 “+” M2 “+” R1 A2: G = 1; Q = 1,30 M2: !’ = 1,25, = 1,00 R1: R;v = 1,00 Valoarea de calcul a ac!iunilor verticale: Vd = 1457 kN. Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : !"d = 29,3%; d = 18 kN/m3; Nq = 16,9; Nc= 28,4; N = 8,3; sq= 1,41; s = 0,75; sc = 1,44; q' = 9 kPa; R = 1934 kN.

52

Valoarea de calcul a capacit !ii portante:

Rd = R/ Rv = 1934 kN. Verificare: 1457kN $ 1934 kN (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,1,2 = (Vd/Rd)100=75%. Ab3: A1 “+” M2 “+” R3 A1: G = 1,35; Q = 1,50 M2: !’ = 1,25, = 1,00 R3: R;v = 1,00 Valoarea de calcul a ac!iunilor verticale: Vd = 1852 kN. Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : !"d = 29,3%; d = 18 kN/m3; Nq = 16,9; Nc = 28,4; N = 8,3; sq = 1,41; s = 0,75; sc = 1,44; q' = 9 kPa; R = 1934 kN. Valoarea de calcul a capacit !ii portante:

Rd = R/ Rv = 1934 kN. Verificare: 1852kN $ 1934 kN (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,3= (Vd/Rd) 100 = 96%. 2. Verificarea la SLE Coeficien!ii par!iali: A: G = 1; Q = 1 (CR 0, pct. 7.4.1.1.) M: M = 1,00 (NP 112, pct. I.7.3.5) Valorile de calcul: Vd = 1322 kN; !"d = 35%; d = 18 kN/m3; Ed = 15 MPa. Verificarea criteriului privind deplasarea (tasarea) funda&iei s ' slim s – tasarea posibil ;

53

slim – tasarea limit stabilit de proiectantul structurii sau determinat conform NP 112, Anexa H. Calculul tas rii posibile se face prin metoda însum rii tas rilor pe strate elementare (NP 112, Anexa H) pnet = pef,med – q = Vd / LB – D d pef,med = 231 kPa; q = 9 kPa; pnet = 222 kPa s = b ' (szi,med hi / Es,i) (mm) s = 26,8 mm. Tas rile straturilor elementare sunt calculate în tabelul de mai jos.

Nr. strat

hi z z/B L/B a0

sz sz,med sgz sz 0,2sgz si

(m) (m) (kPa) (kPa) (kPa) (mm)

1 0,8 0 0 1,18 1 222

204 9 nu

10,9 0,8 0,36 0,84 186 23 nu

2 0,8 0,8 0,36 0,84 186

152 23 nu

8,1 1,6 0,73 0,53 118 38 nu

3 0,8 1,6 0,73 0,53 118

95 38 nu

5,1 2,4 1,09 0,33 73 52 nu

4 0,8 2,4 1,09 0,33 73

60 52 nu

3,2 3,2 1,45 0,21 47 67 nu

5 0,8 3,2 1,45 0,21 47

41 67 nu

2,2 4,0 1,82 0,16 36 81 nu

6 0,8 4,0 1,82 0,16 36

32 81 nu

1,7 4,8 2,18 0,13 29 95 nu

7 0,8 4,8 2,18 0,13 29

26 95 nu

1,4 5,6 2,55 0,10 22 110 nu

8 0,8 5,6 2,55 0,10 22

18 110 nu

0,9 6,4 2,91 0,06 13 124 da

Verificarea criteriului privind limitarea înc rc rilor transmise la teren pef,med ' ppl ppl = ml ( B N1 + q N2 + c'dN3) (Anexa H NP 112) ml = 1,7 (coeficient adimensional al condi!iilor de lucru, Anexa H NP 112) N1, N2, N3 – coeficien!i adimensionali de capacitate portant , defini!i în func!ie de !"d N1 = 1,68; N2 = 7,73; N3 = 9,60;

= d = 18 kPa; q = d D = 9 kPa. Rezult : ppl = 231 kPa Verificare: 219 kPa $ 231 kPa (adev rat%îndeplinit )

54

6.5.2 Funda ie izolat! solicitat! de for e axiale excentrice pe un strat de nisip uscat

Situa!ia de proiectare Dimensiunile funda!iei: L = 3,00 m, B = 2,20 m, D= 0,50 m. Valori caracteristice ale înc rc rilor axiale excentrice: VGk = 800 kN, VQk = 450 kN. Excentricit !ile înc rc rilor axiale: eB = 75 mm, eL = 100 mm. Valori caracteristice ale parametrilor geotehnici: !'k = 35°, k = 18 kN/m3. Valoare caracteristic pentru greutatea volumic a betonului armat: ck = 25 kN/m3.

VGk+VQk

B

D

Ab1G1: A1 “+” M1 “+” R1 A1: G = 1,35, Q = 1,50 M1: !’ = 1,00, = 1,00 R1: R;v = 1,00 Rela!ia de verificare: Vd $ Rd Valoarea de calcul a ac!iunilor verticale: Vd = G (WGk+ VGk) + QVQk= G( ckL B D + VGk) + QVQk = 1866 kN. Aria efectiv (redus ) a bazei funda!iei: e'B = ( GVGk + QVQk)eB/[ G(WGk + VGk) + QVQk] = 70,5 mm $ B/6 = 367 mm e'L = ( GVGk + QVQk)eL/[ G(WGk + VGk) + QVQk] = 94 mm $ L/6 = 500 mm A' = B'L' = (B – 2e'B)(L – 2e'L) = 5,79 m2. Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : !"d = 35%; d = 18 kN/m3 Nq = 33,3; Nc = 46,1; N = 20,4; sq = 1,42; s = 0,78; sc = 1,43 (B – 2e'B; L – 2e'L); q' = d D = 9 kPa; R = 4169 kN. Valoarea de calcul a capacit !ii portante:

Rd = R/ Rv = 4169 kN. Verificare:

55

1866kN $ 4169 kN (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,1,1 = (Vd/Rd)100 = 45% Ab1G2: A2 “+” M2 “+” R1 A2: G = 1; Q = 1,30 M2: !’ = 1,25, = 1,00 R1: R;v = 1,00 Valoarea de calcul a ac!iuniilor verticale: Vd = 1468 kN. Aria efectiv (redus ) a bazei funda!iei: e'B = 70,8 mm $ B/6 = 367 mm e'L = 94,4 mm $ L/6 = 500 mm A' = 5,79m2. Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : !"d = 29,3%; d = 18 kN/m3; Nq = 16,9; Nc= 28,4; N = 8,3; sq = 1,36; s = 0,78; sc = 1,38; q' = 9 kPa; R = 1892 kN. Valoarea de calcul a capacit !ii portante:

Rd = R/ Rv = 1892 kN. Verificare: 1468kN $ 1892 kN (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,1,2 = (Vd/Rd) 100 = 78%. Ab3: A1 “+” M2 “+” R3 A1: G = 1,35; Q = 1,50 M2: !’ = 1,25, = 1,00 R3: R;v = 1,00 Valoarea de calcul a ac!iunilor verticale: Vd = 1866 kN. Aria efectiv (redus ) a bazei funda!iei: e'B = 70,5 mm $ B/6 = 367 mm e'L = 94,0 mm $ L/6 = 500 mm A' = 5,79 m2. Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : !"d = 29,3%; d = 18 kN/m3;

56

Nq = 16,9; Nc= 28,4; N = 8,3; sq = 1,36; s = 0,78; sc = 1,38; q' = 9 kPa; R = 1893kN. Valoarea de calcul a capacit !ii portante:

Rd = R/ Rv = 1893 kN. Verificare: 1866kN $ 1893 kN (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,3= (Vd/Rd) 100 = 99%. 6.5.3 Funda ie continu! pe un strat de p!mânt coeziv

Situa!ia de proiectare Dimensiunile funda!iei: B = 3,40 m, D = 1,50 m. Valori caracteristice ale înc rc rilor axiale centrice: VGk = 200 kN/m, VQk = 80 kN/m (calculul se face pentru o lungime egal cu 1m). Valori caracteristice ale parametrilor geotehnici: cuk = 45 kPa, !'k = 25°, c'k = 5kPa, k = 21 kN/m3. Apa subteran : Dw = 1,00 m, wk = 10 kN/m3. Valoare caracteristic pentru greutatea volumic a betonului armat: ck = 25 kN/m3.

D

Dw

Gk+ Qk

B

Ab1G1: A1 “+” M1 “+” R1 A1: G = 1,35, Q = 1,50; G;stb = 0,9; G;dst = 1,35 M1: !’ = 1,00, c’ = 1,00, cu = 1,00, = 1,00 R1: R;v = 1,00 Rela!ia de verificare: Vd $ Rd Valoarea de calcul a ac!iunilor verticale: Vd = G (WGk+ VGk) + QVQk - G;stb wB(D- Dw) = 547kN/m. Capacitatea portant în condi!ii drenate

R = A' (c'dNc bc scic + q' Nq bq sqiq + 0,5 'B' N b s i )

57

A' = 1$B bq = b = bc = 1 (pentru funda!ie cu baza orizontal )

sq = s = sc = 1 (pentru funda!ie continu ) ic = iq = i = 1 (pentru înc rcare vertical ) Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : !"d = 25%; c'd = 5kPa; d = 21 kN/m3; Nq = 10,7; Nc= 20,7; N = 4,3; q' = d D - G;dst w (D- Dw) = 24,7 kPa; R = 1772 kN/m. Valoarea de calcul a capacit !ii portante:

Rd = R/ Rv = 1772 kN/m. Verificare: 547 kN/m $ 1772 kN/m (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,1,1 = (Vd/Rd)100 = 31%. Capacitatea portant în condi!ii nedrenate

R = A' ("+2) cu;d bc sc ic + q A' = 1$B bc = 1 (pentru funda!ie cu baza orizontal )

sc = 1 (pentru funda!ie continu ) ic = 1 (pentru înc rcare vertical ) Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : cu;d = 45 kPa; d = 21 kN/m3; q = d D = 31,5 kPa; R = 818 kN/m. Valoarea de calcul a capacit !ii portante:

Rd = R/ Rv = 818 kN/m. Verificare: 547 kN/m $ 818 kN/m (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,1,1 = (Vd/Rd)100 = 67%. Ab1G2: A2 “+” M2 “+” R1 A2: G= 1; Q = 1,30; G;stb = 0,9; G;dst = 1,35 M2: !’ = 1,25, c’ = 1,25, cu = 1,40, = 1,00 R1: R;v = 1,00 Valoarea de calcul a ac!iunilor verticale: Vd = 416 kN/m.

58

Capacitatea portant în condi!ii drenate

Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : !"d = 20,5%; c'd = 4kPa; d = 21 kN/m3; Nq = 6,7; Nc = 15,3; N = 2,1; q' = d D - G;dst w (D- Dw) = 24,7 kPa; R = 1026 kN/m. Valoarea de calcul a capacit !ii portante:

Rd = R/ Rv = 1026 kN/m. Verificare: 416 kN/m $ 1026 kN/m (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,1,1 = (Vd/Rd)100 = 41% Capacitatea portant în condi!ii nedrenate

Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : cu;d = 32,1 kPa; d = 21 kN/m3; q = d D = 31,5 kPa; R = 593 kN/m. Valoarea de calcul a capacit !ii portante: Rd = R/ Rv = 593 kN/m. Verificare: 416 kN/m $ 593 kN/m (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,1,1 = (Vd/Rd)100 = 70%. Ab3: A1 “+” M2 “+” R3 A1: G = 1,35, Q = 1,50; G;stb = 0,9; G;dst = 1,35 M2: !’ = 1,25, c’ = 1,25, cu = 1,40, = 1,00 R1: R;v = 1,00 Valoarea de calcul a ac!iunilor verticale: Vd = 547 kN/m. Capacitatea portant în condi!ii drenate

Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : !"d = 20,5%; c'd = 4 kPa; d = 21 kN/m3;

59

Nq = 6,7; Nc = 15,3; N = 2,1; q' = d D - G;dst w (D- Dw) = 24,7 kPa; R = 1026 kN/m. Valoarea de calcul a capacit !ii portante: Rd = R/ Rv = 1026 kN/m. Verificare: 547 kN/m $ 1026 kN/m (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,1,1 = (Vd/Rd)100 = 53%. Capacitatea portant în condi&ii nedrenate

Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici #i de rezisten! : cu;d = 32,1 kPa; d = 21 kN/m3; q = d D = 31,5 kPa; R = 593 kN/m. Valoarea de calcul a capacit !ii portante: Rd = R/ Rv = 593 kN/m. Verificare: 547 kN/m $ 593 kN/m (adev rat%îndeplinit ) Factorul de utilizare: &GEO,1,1 = (Vd/Rd)100 = 92%.

60

CAPITOLUL 7. PROIECTAREA GEOTEHNIC! A FUNDA"ILOR PE PILO"I Acest capitol are în vedere prevederile din NP 123 care sunt corelate cu prevederile din SR EN 1997-1 #i SR EN 1997-1/NB, Sec!iunea 7. NP 123 se refer la toate tipurile de pilo!i, din punctul de vedere al modului cum sunt transferate la teren înc rc rile axiale (pilo!i purt tori pe vârf sau pilo!i flotan!i), din punctul de vedere al solicit rii (axial , de compresiune, de trac!iune sau transversal ), din punctul de vedere al modului de punere în oper (prin batere, prin presare, prin în#urubare, prin forare cu sau f r injectare). NP 123 nu se aplic la proiectarea micropilo!ilor. Prevederile din NP 123 se pot aplica, în condi!iile precizate, #i la proiectarea funda!iilor pe barete. 7.1 St#ri limit# St rile limit care pot fi avute în vedere la proiectarea unei funda!ii pe pilo!i se clasific în 3 categorii, dup cum urmeaz : (i) Referitor la epuizarea capacit !ii portante în raport cu terenul (capacitatea portant extern ) a pilo!ilor: pierderea stabilit !ii generale; epuizarea capacit !ii portante a funda!iei pe pilo!i; ridicarea sau rezisten!a la trac!iune insuficient a funda!iei pe pilo!i; cedarea terenului datorit înc rc rii transversale a funda!iei pe pilo!i; (ii) Referitor la epuizarea capacit !ii portante interne a pilo!ilor: cedarea structural a pilotului la diferite tipuri de solicit ri; cedarea combinat în teren #i în funda!ia pe pilo!i; cedarea combinat în teren #i structur . (iii) Referitor la st rile limit de exploatare sau ultime în structur : tasare excesiv ; ridicare excesiv ; deplasare lateral excesiv ; vibra!ii inacceptabile. 7.2 Ac$iuni %i situa&ii de proiectare Ac!iunile (i situa&iile de proiectare care trebuie incluse în proiectarea geotehnic sunt descrise în Capitolul 5 din prezentul Ghid. Tipurile de ac!iuni asupra pilo!ilor produse de deplas rile terenului sunt: frecarea negativ , ridicarea (umflarea) #i înc rcarea transversal .

61

Frecarea negativ produs de tasarea p mântului din jurul pilotului Frecarea negativ este o ac!iune vertical , dirijat de sus în jos, care apare atunci când deplasarea terenului din jurul pilotului produs de comprimarea terenului sub greutate proprie #i/sau efectul oric rei supraînc rc ri în jurul pilotului este mai mare decât deplasarea pilotului însu#i. Frecarea negativ se consider ca o for! care se adaug la for!ele axiale provenite de la structur . În mod normal, în grup rile de înc rcare nu se consider simultan frecarea negativ #i înc rc rile temporare. Ridicarea terenului Sunt numeroase cauze care pot produce ridicarea terenului: desc rcarea terenului prin excavare, ac!iunea înghe!ului, baterea pilo!ilor învecina!i, umflarea p mântului argilos, oprirea extragerii apei din pânzele acvifere, împiedicarea evapor rii prin noi construc!ii etc. Ridicarea se poate produce în cursul execu!iei, înainte de înc rcarea pilo!ilor de c tre lucrare. Ca #i în cazul frec rii negative, ridicarea terenului se trateaz drept o ac!iune. Înc rcarea transversal produs de mi!c rile terenului În SR EN 1997-1, Sec!iunea 7 (7.3.2.4) sunt enumerate situa!iile de proiectare în care pot ap rea înc rc ri transversale asupra unui pilot produse de mi#c rile terenului din jurul acestuia. Dintre acestea, situa!ia cea mai des întâlnit în !ara noastr este cea a pilo!ilor sau funda!iilor pe pilo!i realizate într-un taluz aflat în mi#care. O alt situa!ie de proiectare este ar tat în figura 7.1. În cuprinsul stratifica!iei apare un strat argilos de consisten! redus . Sub efectul unei suprasarcini nesimetrice (de o singur parte a funda!iei) este generat o tendin! de deplasare lateral a stratului moale care încearc s se „lamineze” printre pilo!ii funda!iei. Presiunea orizontal rezultat , ph, trebuie luat în considerare la proiectare pentru a preveni ruperea pilo!ilor.

Figura 7.1 Presiunea orizontal generat de tendin"a de deplasare lateral a stratului moale

62

7.3 Metode de proiectare 'i considera$ii referitoare la proiectare Principiul de baz al metodelor de proiectare a pilo!ilor respectiv a funda!iilor pe pilo!i const în utilizarea rezultatelor înc rc rilor statice pe pilo!ii de proba ob!inute în mod direct, chiar pe amplasamentul funda!iei. În anumite cazuri, rezultatele înc rc rilor statice pot fi utilizate în mod indirect, atunci când se folosesc metode de calcul empirice sau teoretice a c ror validitate a fost confirmat de înc rc ri sub sarcini statice realizate în situa!ii comparabile. De asemenea, utilizarea rezultatelor unor încerc ri sub sarcini dinamice este condi!ionat de validitatea demonstrat prin încerc ri statice în situa!ii comparabile. Proiectarea se poate face #i pe baza datelor ob!inute prin monitorizarea comport rii unor funda!ii pe pilo!i comparabile, dar numai dac acest mod de abordare este sus!inut de rezultatele investiga!iilor pe amplasament #i ale încerc rilor asupra terenului. Factorii care trebuie lua!i în considerare la proiectarea funda!iilor pe pilo!i sunt: ( comportarea pilo!ilor individuali #i a grupelor de pilo!i; ( durata #i varia!ia în timp a înc rc rii; ( suprasarcinile sau excava!iile prev zute a se produce în viitor; ( modific ri poten!iale în regimul apei subterane. De asemenea, la alegerea tipului de pilot #i a metodei de punere în oper se vor avea în vedere diferitele aspecte enumerate în SR EN 1997-1, Sec!iunea 7. 7.4 Înc#rc#ri de prob# pe pilo$i În SR EN 1997-1, Sec!iunea 7, sunt indicate situa!iile în care trebuie întreprinse înc rc rile de prob pe pilo!i #i modalit !ile de utilizare a acestora. Se examineaz înc rc rile statice de prob , atât pe pilo!ii de prob cât #i pe pilo!ii care r mân în lucrare, precum #i încerc rile în condi!ii dinamice. NP 123 precizeaz condi!iile de utilizare a înc rc rilor pe pilo!i în faza final de proiectare #i stabile#te num rul total minim al pilo!ilor încerca!i static. Pentru încerc rile în condi!ii dinamice, în NP 123 se cere respectarea indica!iilor din SR EN 1997-1 (7.5.3). În privin&a modului de efectuare a încerc rilor pe pilo&i este necesar respectarea prevederilor din reglementarile tehnice în vigoare privind încercarea în teren a pilo&ilor de prob (i a pilo&ilor din funda&ii. 7.5 Pilo$i supu'i la solicit#ri axiale În SR EN 1997-1(7.6) se precizeaz patru tipuri de st ri limit care pot fi induse în cazul pilo!ilor supu#i la solicit ri axiale. Primele dou se refer la pilo!ii izola!i sau în grup: ( st ri limit ultime de cedare prin epuizarea capacit !ii portante la compresiune sau trac!iune a pilotului izolat; ( st ri limit de cedare prin epuizarea capacit !ii portante la compresiune sau trac!iune a funda!iei pe pilo!i ca un întreg.

63

Ultimele dou sunt st ri limit de tip SLU sau SLE datorate tas rilor pilo!ilor: ( st ri limit ultime de cedare sau degradare sever a structurii produse de deplas ri absolute sau diferen!iale excesive ale funda!iei pe pilo!i; ( st ri limit de exploatare ale structurii produse de deplasarea pilo!ilor. Epuizarea capacit tii portante la compresiune sau trac!iune a pilotului izolat este definit drept acea stare la care pilotul se deplaseaz nelimitat, în jos (dac este solicitat la compresiune) sau în sus (dac este solicitat la trac!iune), cu o cre#tere sau descre#tere neglijabil a rezisten!ei. În figura 7.2 este ar tat o diagram de înc rcare-tasare ob!inut prin înc rcarea de prob a unui pilot solicitat la compresiune, care corespunde acestei situa!ii. Sunt îns frecvente cazurile în care diagrama de înc rcare-tasare are alura ar tat în figura 7.3. În asemenea cazuri, criteriul de „cedare” se asociaz cu o tasare limit , slim, egal cu 10% din diametrul (latura) pilotului.

Figura 7.2 Figura 7.3 Diagrame de înc rcare-tasare ob"inute prin încercarea la compresiune a unor pilo"i de

prob

7.5.1 Capacitatea portant! la compresiune

Rela!ia general de verificare este [(1) NP 123]: Fc;d ' Rc;d (7.1) unde: Fc;d - valoarea de calcul a înc rc rii axiale de compresiune asupra unui pilot sau a unui grup de pilo!i corespunz toare st rii limit ultime; Rc;d - valoarea de calcul a rezisten!ei la compresiune a terenului în contact cu pilotul la starea limit ultim , Rc. Rela!iile date în NP 123 privitoare la determinarea lui Rc;d se refer exclusiv la pilotul individual. Capacitatea portant ultim la compresiune stabilit pe baza înc rc rilor statice de prob pe pilo"i Pentru determinarea capacit !ii portante ultime se cere ca pilo!ii încerca!i s fie de acela#i tip ca pilo!ii din funda!ie #i s fie realiza!i în acela#i condi!ii de teren. Interpretarea rezultatelor

64

încerc rilor pe pilo!i trebuie s ia în considerare variabilitatea terenului de fundare de pe amplasament precum #i cea datorat abaterilor de la tehnologia normal de execu!ie. În cazul unor pilo!i cu diametru foarte mare se admite s se efectueze înc rcarea de prob pe pilo!i instrumenta!i cu diametru mai mic, f r a se coborî îns sub raportul 0,5 între diametrul pilotului de prob #i cel al pilotului din lucrare. Totodat , tehnologia de execu!ie a celor doi pilo!i trebuie s fie aceea#i. Capacitatea portant ultim de compresiune stabilit pe baza încerc rilor asupra p mânturilor În SR EN 1997-1 se cere ca metodele din aceast categorie s se bazaze pe rezultatele unor încerc ri pe pilo!i #i pe o experien& comparabil . Este permis utilizarea unui a#a-numit „coeficient de model” care s ia în considerare amploarea incertitudinii pe care o introduce metoda de calcul, astfel încât capacitatea portant estimat pe aceast cale s fie suficient de sigur . Între metodele din aceast categorie se înscrie #i calculul capacit !ii portante a pilo!ilor prefabrica!i introdu#i prin batere, pe baza datelor din încercarea de penetrare static cu conul (CPT) inclus în NP 123. Capacitatea portant ultim la compresiune stabilit pe baza rezultatelor unor încerc ri dinamice În SR EN 1997-1 se consider trei tipuri de încerc ri dinamice relevante în acest caz: ( pe baza încerc rilor de impact dinamice ( pe baza formulelor de batere ( pe baza interpret rii ecua!iei undei. NP 123 se refer , de asemenea, la cele trei tipuri de încerc ri dinamice, dar d rela!ii de calcul doar în cazul formulelor de batere, aplicabile în cazul pilo!ilor purt tori pe vârf b tu!i într-un p mânt necoeziv. Capacitatea portant ultim la compresiune a pilo"ilor stabilit prin metode prescriptive În SR EN 1997-1 nu se face nici o referire cu privire la utilizarea de metode prescriptive în cazul pilo!ilor solicita!i axial. În NP 123 este inclus o metod prescriptiv , prin preluarea #i adaptarea procedurilor din STAS 2561/3. 7.5.2 Capacitatea portant! la trac iune

Rela!ia general de verificare este [(20) NP 123]: Ft;d ' Rt;d (7.2) unde: Ft;d - valoarea de calcul a trac!iunii exercitat asupra unui pilot corespunz toare st rii limit ultime;

65

Rt;d - valoarea de calcul a rezisten!ei la trac!iune a pilotului în contact cu terenul la starea limit ultim , Rt. În SR EN 1997-1 se examineaz determinarea capacit !ii portante la trac!iune pe baza înc rc rilor de prob asupra pilo!ilor #i pe baza încerc rilor asupra p mântului. În plus fa! de prevederile din SR EN 1997-1, în NP 123 se abordeaz stabilirea rezisten!ei ultime la trac!iune pe baza datelor din încercarea de penetrare static #i prin metode prescriptive. Pe lâng cedarea prin smulgerea din p mânt a pilo!ilor, în SR EN 1997-1 este inclus #i cedarea prin ridicarea sub efectul subpresiunii (starea limit UPL) a unui bloc de p mânt care con!ine pilo!ii. 7.5.3 Deplas!ri verticale ale funda iilor pe pilo i

Funda!ia pe pilo!i trebuie astfel proiectat încât deplas rile verticale s fie limitate #i s nu conduc la apari!ia unor st ri limit , fie de tip SLU, fie de tip SLE, în structura suportat de pilo!i. În SR EN 1997-1 se arat c , atunci când se calculeaz deplas rile verticale ale unei funda!ii pe pilo!i, este indicat s se aibe în vedere incertitudinile asociate cu modelul de calcul #i cu determinarea propriet !ilor p mântului care intervin, ceea ce face ca de cele mai multe ori calculele s nu poat furniza decât o estimare aproximativ a deplas rilor. În acest sens trebuie considerat #i metoda de calcul a tas rii unei funda!ii pe pilo!i bazat pe schema funda!iei conven!ionale, dat în Anexa D la NP 123. 7.6 Pilo$i solicita$i transversal Rela!ia de verificare este [(29) NP 123]: Ftr ,d ' Rtr ,d (7.3) unde: Ftr ,d - valoarea de calcul a înc rc rii transversale asupra unui pilot corespunz toare st rii limit ultime; Rtr;d - valoarea de calcul a rezisten!ei la solicitare transversal a pilotului în contact cu terenul la starea limit ultim , Rtr, luând în considerare efectul oric ror înc rc ri axiale de compresiune sau de trac!iune. Potrivit SR EN 1997-1, în func!ie de rigiditatea pilo!ilor sunt posibile dou mecanisme de cedare: ) în cazul pilo!ilor scur!i, rotirea sau translatarea pilotului ca un corp rigid (Fig. 7.4); ) în cazul pilo!ilor lungi #i zvel!i, cedarea prin încovoiere a pilotului, înso!it de o plastifiere local #i o deplasare a p mântului în aproprierea capului pilotului (Fig. 7.5). În cazul pilo!ilor lungi #i zvel!i, conform SR EN 1997-1, se accept utilizarea teoriei grinzii pe mediu elastic suportat de resoarte elastice.

66

În Anexa A din NP 123 este prezentat o astfel de metod de calcul a pilotului solicitat transversal, în ipoteza model rii terenului de fundare ca un mediu discret de tip Winkler. Conform NP 123, pentru fazele preliminare de proiectare se acccept la calculul rezisten!ei la înc rcare transversal a pilotului utilizarea unei metode prescriptive bazat pe conceptul lungimii conven!ionale de încastrare, l0.

Figura 7.4 Figura 7.5

Cazul pilo"ilor scur"i !i rigizi Cazul pilo"ilor lungi !i zvel"i În Anexa B din NP 123 este prezentat o metod de calcul a deplas rilor #i rotirilor unui grup spa!ial de pilo!i cu radier rigid. 7.7 Proiectarea structural# a pilo$ilor SR EN 1997-1 impune verificarea pilo!ilor fat de cedarea structural , cu respectarea prevederilor normativelor cu relevan! pentru materialul din care este alc tuit pilotul. Pentru pilo!ii zvel!i care trec prin ap sau printr-un strat gros de p mânt foarte moale, se impune verificarea la flambaj, exceptând cazul în care valoarea coeziunii nedrenate, cu, a stratului foarte moale este mai mare decât 10 kPa. În capitolul 9 din NP 123 sunt prezentate elementele privind proiectarea structural a pilo!ilor. 7.8 Supravegherea execu$iei SR EN 1997-1 impune elaborarea unui program de instalare a pilo!ilor #i specific elementele pe care s le cuprind acest program. Se cere, de asemenea, ca instalarea tuturor pilo!ilor s fie monitorizat , înregistându-se pe amplasament datele ob!inute pe parcursul instal rii pilotului, cu respectarea prevederilor din standardele de execu!ie a lucr rilor speciale de funda!ii.

67

7.9 Exemple de calcul 7.9.1. Calculul capacit! ii portante ultime la compresiune a unor pilo i de beton armat

prin metode prescriptive

Se consider pilo!i de beton armat, cu o fi# L = 10,00 m, din care 8,00 m într-o argil nisipoas #i 2,00 m într-un nisip cu pietri# de îndesare medie. Stratul de argil are drept valori caracteristice cu;k = 45 kPa pentru coeziunea nedrenat #i k1 = 18,5kN/m3 pentru greutatea volumic . Nisipul are parametrii de rezisten! în stare drenat !"k = 36°, c*k = 0 kPa #i greutatea volumic k2 = 20 kN/m3. Apa subteran a fost întâlnit la adâncimea dw = 1,00 m. Frecarea lateral pe pilot va fi ignorat deasupra cotei - 1,00, p mântul de deasupra acestei cote urmând a fi îndep rtat. Se cere calculul capacit !ii portante ultime la compresiune, Rc;d, în condi!iile de teren date, pentru cele 3 tipuri de pilo!i (fig. 7.6 #i 7.7).

Figura 7.6 Figura 7.7 Sec"iune vertical Tipurile de pilo"i

Valoarea de calcul a capacit !ii portante ultime la compresiune (Rc;d) depinde de abordarea de calcul. Abord rile de calcul pentru pilo!i, conform SR EN 1997-1/NB, sunt prezentate în tabelul 7.1.

68

Tabelul 7.1 – Abord ri de calcul

Abordarea de calcul

AcronimSetul de coeficien!i par!iali

A M R Abordarea 1, gruparea 1 Ab1G1 A1 M1 R1 Abordarea 1, gruparea 2 Ab1G2 A2 M1 sau M2* R4 * M1 pentru calculul rezisten!ei pilo!ilor #i ancoraje; M2 pentru calculul ac!iunilor defavorabile (frecare negativ , înc rc ri transversale)

În NP 123, punctul 7.2.4 sunt date valorile coeficien!ilor par!iali de rezisten! . Aceste valori nu depind de abordarea de calcul.

P1 - Pilot prefabricat de sec iune p!trat! (b = 0,40m)

Ab1G1: A1 “+” M1 “+” R1 M1: !' = c* = cu = = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1 R1: (1) b = s = 1,0 conform Tabel A.6 (RO) SR EN 1997-1/NB (2) b1 = s1 = 1,0 conform Tabel 4 NP 123 Ab1G2: A2 “+” M1 “+” R4 M1: !' = c* = cu = = 1,0 conform Tabel A.4, SR EN 1997-1 R4: (1) b = s = 1,3 conform Tabel A.6 (RO) SR EN 1997-1/NB (2) b1 = s1 = 1,0 conform Tabel 4 NP 123 Valoarea caracteristic# a rezisten$ei pe baz# a pilotului (Rb;k) Conform NP 123, rela!ia (11), valoarea caracteristic a rezisten!ei pe baz este: Rb;k = Ab qb;k

unde: Ab suprafa!a bazei pilotului qb;k valoarea caracteristic a presiunii pe baz Ab = d2 = 0,42 = 0,16 m2 Conform tabelului 5 din NP123, pentru pilot cu vârful in p mânt necoeziv (nisipuri mari) #i adâncimea de înfigere L=10m, valoarea caracteristic a presiunii pe baz va fi: qb;k = 7300 kPa Dar, conform observa!iei 4 de la tabelul 5, valoarea qb;k va trebui corectat , deoarece t/d<15, unde: ( t = 2m – adâncimea de încastrare a vârfului pilotului în stratul de nisip mare sau pietri#; ( d = 0,4m – diametrul pilotului în planul bazei; ( t/d = 2/0,4 = 5.

69

Prin urmare, valoarea caracteristic corectat a rezisten!ei pe baz este: qb;k;cor = qb;k (0,7 + 0,02 t/d) = 7300(0,7 + 0,1) = 5840 kPa Rezult :

Rb;k = 0,16$5840 = 934,4 kN Valoarea caracteristic# a rezisten$ei de frecare pe suprafa$a lateral# (Rs;k) Conform NP 123, rela!ia (12), valoarea caracteristic a rezisten!ei de frecare pe suprafa!a lateral pe baz este: Rs;k = )As;i qs;i;k = U ) qs;i;k li unde: As;i suprafa!a lateral a pilotului în stratul i U perimetrul sec!iunii transversale a pilotului li lungimea pilotului în contact cu stratul i qs;i;k valoarea caracteristic a rezisten!ei de frecare lateral în stratul i U = 4d = 4$0,4 = 1,6 m Pentru calculul frec rii pe suprafa!a lateral , straturile de p mânt se împart în orizonturi de maxim 2 m. Vor rezulta astfel grosimile straturilor de calcul (li) ca în figura 7.8.

Figura 7.8

Schema pentru calculul frec rii pe suprafa"a lateral În func!ie de adâncimea medie a stratului (m surat de la suprafa!a terenului) #i de natura p mântului din stratul respectiv, prin interpolare în tabelul 6 din NP123 se ob!in valorile qs;i;k.

70

Pentru straturile 1, 2, 3, #i 4 s-au utilizat valorile pentru p mânturi coezive cu Ic = 0,7; pentru stratul 5 s-au utilizat valorile pentru p mânturi necoezive mari #i medii.

Tabelul 7.2 Calculul rezisten#ei de frecare pe suprafa#a lateral a pilotului

Nr. strat

li zi qs;i;k qs;i;k li )qs;i;k li

[m] [m] [kPa] [kN/m] [kN/m]

AR

GIL

A 1 1 1,5 26,5 26,5

262,5 2 2 3 35 70

3 2 5 40 80

4 2 7 43 86

NIS

IP

5 2 9 63,3 126,7 126,7

TOTAL 389,2 Observa ie: primul strat începe de la cota – 1,00 m, deoarece tema de proiectare prevede faptul c p mântul deasupra acestei cote va fi îndep rtat. Rezult :

Rs;k = 1,6$389,2 = 622,7 kN Valoarea de calcul a capacit#$ii portante ultime la compresiune (Rc;d)

Ab1G1 (1) Rc;d = Rb;d + Rs;d= Rb;k / b + Rs;k / s = 934,4/1,0 + 622,7/1,0 = 1557,1 kN

(2) Rc;d = Rb;d + Rs;d= Rb;k / b1 + Rs;k / s1 = 934,4/1,0 + 622,7/1,0 = 1557,1 kN Ab1G2 (1) Rc;d = Rb;d + Rs;d= Rb;k / b + Rs;k / s = 934,4/1,3 + 622,7/1,3 = 1197,8 kN

(2) Rc;d = Rb;d + Rs;d= Rb;k / b1 + Rs;k / s1 = 934,4/1,0 + 622,7/1,0 = 1557,1 kN P2 - Pilot forat cu tubaj recuperabil, cu sec iune circular! (d = 0,40m)

Ab1G1: A1 “+” M1 “+” R1 M1: !' = c* = cu = = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1 R1: (1) b = 1,25; s = 1,0 conform Tabel A.7(RO) SR EN 1997-1/NB (2) b2 = 1,3 conform Tabel 7 NP 123

s2 = 1,90 când pilotul strabate un strat coeziv conform Tabel 8 NP 123

s2 = 1,70 când pilotul str bate un strat necoeziv conform Tabel 8 NP 123

Ab1G2: A2 “+” M1 “+” R4 M1: !' = c* = cu = = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1

71

R4: (1) b = 1,6; s= 1,3 conform Tabel A.7(RO) SR EN 1997-1/NB (2) b2 = 1,3 conform Tabel 7 NP 123 s2 = 1,90 când pilotul strabate un strat coeziv conform Tabel 8 NP 123

s2 = 1,70 când pilotul str bate un strat necoeziv conform Tabel 8 NP 123

Valoarea caracteristic# a rezisten$ei pe baz# a pilotului (Rb;k) Rb;k = Ab qb;k Conform NP123, punctul 7.2.4.2.5 (iv), pentru pilo!ii de dislocuire care reazem cu baza pe straturi necoezive: qb;k = + ( ddbN + d;1DcNq ) unde: + coeficient determinat în func!ie de gradul de îndesare ID al p mântului de la baza

pilotului, dat în tabelul 10 NP 123 d valoarea de calcul a greut !ii volumice a p mântului de sub baza pilotului d;1 media ponderat , prin grosimile straturilor, a valorilor de calcul ale greut !ilor

volumice ale straturilor str b tute de pilot db diametrul pilotului la nivelul bazei N , Nq factori de capacitate portant determina!i în func!ie de valoarea de calcul a unghiului

de frecare interioar , $’d, al stratului de la baza pilotului, da!i în tabelul 11 NP 123 Dc fi#a de calcul a pilotului:

Dc = ,db dac D - ,db Dc = D dac D . ,db unde: , coeficient în func!ie de gradul de îndesare ID al p mântului de la baza pilotului, dat în tabelul 10 NP 123

Pentru 0,36 < ID < 0,65 rezult : + = 0,4; , = 15 d = k2 = 20 kN/m3 d;1 = / ki hi / / hi = (18,5$8 + 20$2) / (8+2) = 18,8 kN/m3 db = 0,4 m Din tabelul 11 NP 123, pentru $’d = 36% rezult : N = 48,6; Nq = 87,6 Dc = ,db = 15$0,4 = 6,0 m (Dc < D) qb;k = 0,4 (20$0,4$48,6 + 18,8$6$87,6) = 4108 kPa Ab = "d

2/4 = "$0,42/4 = 0,1256 m2 Rezult :

Rb;k = 0,1256$4108 = 516 kN Valoarea caracteristic# a rezisten$ei de frecare pe suprafa$a lateral# (Rs;k) Calculul rezisten!ei de frecare pe suprafa!a lateral a pilotului se face conform tabelului 7.2.

Rs;kcoeziv = 1,2566$262,5 = 329,9 kN

72

Rs;knecoeziv = 1,2566$126,7 = 159,2 kN

U = "d = "$0,4 = 1,2566 m Valoarea de calcul a capacit#$ii portante ultime la compresiune (Rc;d)

Ab1G1 (1) Rc;d = Rb;d + Rs;d= Rb;k / b + Rs;k / s = 516/1,25 + 489/1,0 = 901,8 kN

(2) Rc;d = Rb;d + Rs;d= Rb;k / b2 + Rs;k / s2 = 516/1,3 + 329,9/1,9 + 159,2/1,7 = 664,2 kN Ab1G2 (1) Rc;d = Rb;d + Rs;d = Rb;k / b + Rs;k / s = 516/1,6 + 489/1,3 = 698,7 kN

(2) Rc;d = Rb;d + Rs;d = Rb;k / b2 + Rs;k / s2 = 516/1,3 + 329,9/1,9 + 159,2/1,7 = 664,2 kN P3 - Pilot forat sub noroi bentonitic, cu sec iune circular! (d = 0,40m)

Ab1G1: A1 “+” M1 “+” R1 M1: !' = c* = cu = = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1 R1: (1) b = 1,25; s = 1,0 conform Tabel A.7(RO) SR EN 1997-1/NB (2) b2 = 1,5 conform Tabel 7 NP 123

s2 = 2,4 conform Tabel 8 NP 123 (p mânt coeziv în jurul pilotului) s2 = 1,9 conform Tabel 8 NP 123 (p mânt necoeziv în jurul pilotului)

Ab1G2: A2 “+” M1 “+” R4 M1: !' = c* = cu = = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1 R4: (1) b = 1,6; s= 1,3 conform Tabel A.7(RO) SR EN 1997-1/NB

(2) b2 = 1,5conform Tabel 7 NP 123 s2 = 2,4 conform Tabel 8 NP 123 (p mânt coeziv în jurul pilotului); s2 = 1,9 conform Tabel 8 NP 123 (p mânt necoeziv în jurul pilotului)

Valoarea caracteristic# a rezisten$ei pe baz# a pilotului (Rb;k)

Rb;k= 0,1256$4108 = 516 kN Valoarea caracteristic# a rezisten$ei de frecare pe suprafa$a lateral# (Rs;k)

Rs;kcoeziv = 1,2566$262,5 = 329,9 kN

Rs;knecoeziv = 1,2566$126,7 = 159,2 kN

Valoarea de calcul a capacit#$ii portante ultime la compresiune (Rc;d) Ab1G1 (1) Rc;d = Rb;d + Rs;d= Rb;k / b + Rs;k / s = 516/1,25 + 489/1,0 = 901,8 kN

(2) Rc;d = Rb;d + Rs;d= Rb;k / b2 + Rs;k / s2 = 516/1,5 + 329,9/2,4 + 159,2/1,9 = 565,2 kN Ab1G2 (1) Rc;d = Rb;d + Rs;d= Rb;k / b + Rs;k / s = 516/1,6 + 489/1,3 = 698,7 kN

(2) Rc;d = Rb;d + Rs;d= Rb;k / b2 + Rs;k / s2 = 516/1,5 + 329,9/2,4 + 159,2/1,9 = 565,2 kN

73

În tabelul 7.3 sunt prezentate centralizat valorile de calcul ale capacit &ii portante ultime la compresiune, Rc;d.

Tabelul 7.3 Valori de calcul ale capacit #ii portante ultime la compresiune

Reglementarea tehnic SR EN 1997-1/NB NP123 Abordarea de calcul Ab1G1 Ab1G2 Ab1G1 #i Ab1G2

Tip Pilot Rc;d[kN] P1 1557,1 1197,8 1557,1

P2 901,8 698,7 664,2

P3 901,8 698,7 565,2 7.9.2. Calculul capacit! ii portante ultime la compresiune a unor pilo i de beton armat care

str!bat un strat de p!mânt foarte compresibil

Se consider un pilot de beton armat cu o fi# L = 10,0 m, din care 5,0 m într-o argil moale #i 5,0 m într-un nisip cu pietri# de îndesare medie (fig. 7.9), care suport înc rc rile VG;k = 650 kN (permanent ) #i VQ;k = 250 kN (variabil ).

5,0

0

VGk=650kN

VQk=250kN

Argila nisipoasa

Ic=0.3

k1=18,5kN/m3

cuk=45kPa

Nisip cu pietris(grSa)

ID= 0.36-0.65 - mediu indesat

k2 = 20kN/m3

c'k = 0kPa

f k = 36°

f cv,k = 33°

L=

10,0

0

t1=

5,0

0

1. Parametri geometrici ! Lungimea pilotului – L = 10,0 m ! Diametrul pilotului – d = 0,4 m 2. Ac iuni ! Ac iune permanent!: VG;k = 650 kN ! Ac iune variabil!: VQ;k = 250 kN

Figura 7.9 - Situa ia de proiectare

Greutatea volumic! caracteristic! a betonului armat este c;k= 25 kN/m3. Stratul de argil! are valoarea caracteristic! a greut! ii volumice k1 = 18,5 kN/m3. Nisipul are parametrii de rezisten ! în stare drenat! "’k = 36°, c’k = 0 kPa "i greutatea volumic! k2 = 20 kN/m3. Unghiul de frecare interioar! al nisipului în condi ii de volum constant este #cv,k = 33°.

74

Se cere calculul capacit! ii portante ultime la compresiune în condi iile de teren dat, pentru urm!toarele tipuri de pilo i: P1 – pilot prefabricat de sec iune p!trat! (b = 0,40m) P2 – pilot forat cu tubaj recuperabil cu sec iune circular! (d = 0,40m) P1 - Pilot prefabricat introdus prin batere, cu sec iune p!trat! (b = 0,4m)

Ab1G1: A1 “+” M1 “+” R1 M1: "' = c# = cu = = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1 R1: (1) b = s = 1,0 conform Tabel A.6(RO) SR EN 1997-1/NB (2) b1 = s1 = 1,0 conform Tabel 4 NP 123 Ab1G2: A2 “+” M2 “+” R4 M2: "' = c# = 1,25 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1

cu = 1,40 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1 = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1

R4: (1) b = s = 1,3 conform Tabel A.6(RO) SR EN 1997-1/NB (2) b1 = s1 = 1,0 conform Tabel 4 NP 123

Valoarea caracteristic a rezisten!ei pe baz a pilotului (Rb;k) Conform NP 123, rela ia (11), valoarea caracteristic! a rezisten ei pe baz! este: Rb;k = Ab qb;k

unde: Ab suprafa a bazei pilotului qb;k valoarea caracteristic! a presiunii pe baz! Conform NP 123, rela ia (11), valoarea caracteristic! a rezisten ei pe baz! este: Rb;k = Ab qb;k

unde: Ab suprafa a bazei pilotului qb;k valoarea caracteristic! a presiunii pe baz! Ab = d2 = 0,42 = 0,16 m2 Conform tabelului 5 din NP123, pentru pilot cu vârful in p!mânt necoeziv (nisipuri mari) "i adâncimea de înfigere L=10m: qb;k = 7300 kPa Dar, conform observa iei 4 de la tabelul 5, valoarea qb;k va trebui corectat!, deoarece t/d<15, unde: ! t = 5m - adâncimea de încastrare în stratul de nisip mare sau pietri" a vârfului pilotului ! d = 0,4m ! t/d = 5/0,4 = 12,5

75

Prin urmare, valoarea presiunii caracteristice corectate pe baz! devine: qb;k;cor = qb;k (0,7 + 0,02 t/d) = 7300 (0,7 + 0,25) = 6935 kPa Rezult!: Rb;k = 0,16$6935 = 1109,6 kN Valoarea caracteristic a rezisten!ei de frecare pe suprafa!a lateral (Rs;k) Conform NP 123, rela ia (12) valoarea caracteristic! a rezisten ei de frecare pe suprafa a lateral! pe baz! este: Rs;k = $ As;i qs;i;k = U $ qs;i;k li unde: As;i suprafa a lateral! a pilotului în stratul i U perimetrul sec iunii transversale a pilotului li lungimea pilotului în contact cu stratul i qs;i;k valoarea caracteristic! a rezisten ei de frecare lateral! în stratul i

U = 4d = 4$0,4 = 1,6 m Valorile qs;i;k se determin! conform tabelului 6 din NP 123 cu luarea în considerare a observa iei 3. Împ!r%irea pe straturi s-a detaliat în figura 7.10.

5,0

0

VGk=650kN

VQk=250kN

Argila nisipoasa

Nisip cu pietris

(grSa)

L=

10,0

0

t1=

5,0

0

1

2

3

4

5

6

2,0

02

,00

1,0

02

,00

2,0

01

,00

1,0

03

,00

4,5

0

6,0

0

8,0

0

9,5

0

Figura 7.10

Schema pentru calculul frec!rii pe suprafa a lateral!

76

În tabelul 7.4 s-a centralizat calculul frec!rilor pe suprafa a lateral! a pilotului conform observa iei 3, care pune în eviden ! faptul c! pentru o suprasarcin! mai mic! de 30 kPa valoarea qs;k este zero, iar pentru o suprasarcin! mai mare sau egal! cu 30 kPa valoarea qs;k este de -5 kPa.

Tabel 7.4 - Calculul Rs;k

Nr. strat

li [m]

zi [m]

qs;i;k [kPa] Rs;i;k [kN/m] q < 30 kPa q & 30 kPa q < 30 kPa q & 30 kPa

1 2 1 0 -5 0 -31,4 2 2 3

3 1 4,5 4 2 6 58 1465 2 8 61,7 1556 1 9,5 64,2 80,7 Rs;k 381 350

Valoarea de calcul a capacit !ii portante ultime la compresiune (Rc;d) În tabelul 7.5 sunt prezentate centralizat valorile de calcul ale capacit!%ii portante ultime la compresiune, Rc;d.

Tabel 7.5 Calculul Rc;d

Simbol SR EN 1997-1/NB NP 123

Ab1G1 Ab1G2 Ab1G1 "i Ab1G2

PE BAZ' b1 1,0 1,3 1,0 Rb;k [kN] 1109,6 1109,6 1109,6 Rb;d [kN] 1109,6 853.5 1109,6

PE SUPRAFA(A LATERAL'

q [kPa] q < 30 q > 30 q < 30 q > 30 q < 30 q > 30 s1 1,0 1,3 1,0 1,0 Rs;k [kN] 381 350 381 350 381 350 Rs;d [kN] 381 350 293 269 381 350

TOTAL Rc;d [kN] 1490,6 1459,6 1146,5 1122,5 1490,6 1459,6 P2 - Pilot forat cu tubaj recuperabil, cu sec iune circular! (d = 0,40m)

Ab1G1: A1 “+” M1 “+” R1 M1: "' = c# = cu = = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1 R1: (1) b = 1,25; s= 1,0 conform Tabel A.7(RO) SR EN 1997-1/NB (2) b2 = 1,3 conform Tabel 7 NP 123; s2 = 1,2 conform Tabel 8 NP 123 Ab1G2: A2 “+” M2 “+” R4 M2: "' = c# = 1,25 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1

cu = 1,40 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1 = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1

R4: (1) b = 1,6; s = 1,3 conform Tabel A.7 (RO) SR EN 1997-1/NB

77

(2) b2 = 1,3 conform Tabel 7 NP 123; s2 = 1,2 conform Tabel 8 NP 123 Valoarea caracteristic a rezisten!ei pe baz a pilotului (Rb;k) Rb;k = Ab qb;k Conform NP 123, punctul 7.2.4.2.5 (iv), pentru pilo ii de dislocuire care reazem! cu baza pe straturi necoezive: qb;k = % ( ddbN + d;1DcNq ) unde: % coeficient determinat în func ie de gradul de îndesare ID al p!mântului de la baza

pilotului, dat în tabelul 10 NP 123 d valoarea de calcul a greut! ii volumice a p!mântului de sub baza pilotului d;1 media ponderat!, prin grosimile straturilor, a valorilor de calcul ale greut! ilor

volumice ale straturilor str!b!tute de pilot db diametrul pilotului la nivelul bazei N , Nq factori de capacitate portant! determina i în func ie de valoarea de calcul a unghiului de frecare interioar!, "’d, al stratului de la baza pilotului, da i în tabelul 11 NP 123 Dc fi"a de calcul a pilotului:

Dc = &db dac! D ' &db Dc = D dac! D ( &db unde: & coeficient în func ie de gradul de îndesare ID al p!mântului de la baza pilotului, dat în tabelul 10 NP 123

Conform punctului 7.2.4.2.5 din NP 123, pentru pilot cu vârful in p!mânt necoeziv (nisipuri mari): qb;k = % ( d db N + d;1 Dc Nq) + d;2$h unde: d;1 – media ponderat!, prin grosimile straturilor, a valorilor de calcul ale greut! ii volumice ale straturilor de p!mânt d;1 = 5$18,5 + 5$20 / 10 = 19,25 kPa Dar, conform observa iei, la valoarea qb;k se adaug! termenul d;2$h, unde d;2 este valoarea de calcul a greut! ii volumice a stratului slab "i h, grosimea acestuia. Din tabelul 10 din NP 123, pentru ID = 0.36 ) 0.65 ! ) = 0.4 ! * = 15 Cum D < *db, rezult! Dc = D = 5,0m, unde: ! db = 0,4m, diametrul pilotului ! Dc – fi"a de calul a pilotului ! D – fi"a pilotului Din tabelul 11 din NP 123, în func ie de "’d rezult! valorile N +i Nq conform tabelului 7.16

78

NP 123.

d = 20 kN/m3 – valoarea de calul a greuta ii volumice a p!mântului de sub baza pilotului; d;2 = 18,5 kN/m3 – greutatea volumic! a stratului slab; h = 5m – grosimea stratului slab; d;2$h = 92,5 kPa Ab = 0,1256 m2. În tabelul 7.6 sunt prezentate centralizat valorile caracteristice ale rezisten%ei pe baz!, Rb;k. Valoarea caracteristic a rezisten!ei de frecare pe suprafa!a lateral (Rs;k) Valorile qs;i;k, se determin! conform tabelul 6 din NP 123, cu luarea în considerare a observa%iei 3. Imp!r%irea pe straturi s-a detaliat în figura 7.10.

U = *d = *$0,4 = 1,2566 m În tabelul 7.7 s-a centralizat calculul frec!rilor pe suprafa a lateral! a pilotului, Rs;k

Tabel 7.6 – Valori caracteristice ale rezisten#ei pe baz!, Rb;k

Ab1G1 Ab2G2 "' 1,00 1,25 "’k [°] 36 36 "’d [°] 36 30,2 N 48,6 17,89 Nq 87,6 33,86 qb;k [kPa] 3618,5 1454,5 Rb;k [kN] 454 183

Valoarea de calcul a capacit !ii portante ultime la compresiune (Rc;d) În tabelul 7.8 sunt prezentate centralizat valorile de calcul ale capacit!%ii portante ultime la compresiune, Rc;d.

Tabel 7.7 - Calculul Rs;k

Nr. strat

li [m]

zi [m]

qs;i;k [kPa]

Rs;k [kN/m]

q < 30 kPa q & 30 kPa q < 30 kPa q & 30 kPa coeziv necoeziv coeziv necoeziv coeziv necoeziv coeziv necoeziv

1 2 0 - -5 - 0 - -31.4 - 2 2 3

3 1 4,5 4 2 6

- 58

- 58

- 145,77

- 145,77

5 2 8 61,7 61,7 155,07 155,07 6 1 9,5 64,2 64,2 80,68 80,68

Rs;k 0 381,5 -31,4 381,5

79

Tabel 7.8 - Calculul Rc;d

Simbol SR EN 1997-1/NB NP 123

Ab1G1 Ab1G2 Ab1G1 Ab1G2

PE BAZ'

b 1,25 1,6 1,3

Rb;k[kN] 454 183 454 183

Rb;d[kN] 363,2 114,4 349,2 140,8 PE SUPRA-FA(A LATE- RAL'

q [kPa] q < 30 q > 30 q < 30 q > 30 q < 30 q > 30 q < 30 q > 30

s 1,0 1,3 1,7

Rs;k [kN] 381,5 350,1 381,5 350,1 381,5 350,1 381,5 350,1

Rs;d[kN] 381,5 350,1 293,5 269,3 224,4 205,9 224,4 205,9

TOTAL Rc;d[kN] 744,7 713,3 407,9 383,7 573,6 555,1 365,2 346,7 7.9.3 Calculul capacit! ii portante ultime la compresiune pe baza înc!rc!rilor statice de

prob!. Determinarea num!rului necesar de pilo i.

Se cunosc rezultatele inc!rc!rilor statice de prob!, Rc;m, pentru 4 pilo i fora%i de beton armat cu lungimea de 55,5 m +i diametrul de 1,22 m: P1: Rc;m = 14,0 MN P2: Rc;m = 14,4 MN P3: Rc;m = 12,1 MN P4: Rc;m = 13,9 MN Înc!rc!rile pe funda%ia pe pilo%i sunt: VG;k = 31 MN VQ;k = 16 MN Calculul capacit !ii portante ultime la compresiune pe baza înc rc rilor statice de prob Valoarea de calcul a capacit! ii portante ultime la compresiune (Rc;d) depinde de abordarea de calcul. Ab1G1: A1 “+” M1 “+” R1 M1: "' = c# = cu = = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1 R1: t = 1,15 conform Tabel A.7(RO) SR EN 1997-1/NB Ab1G2: A2 “+” M1 “+” R4 M1: "' = c# = cu = = 1,0 conform Tabel A.4 SR EN 1997-1 R4: t = 1,5 conform Tabel A.7(RO) SR EN 1997-1/NB Valoarea caracteristic a capaci! tii portante ultime la compresiune (Rc;k) Rc;k = Min {(Rc;m)med / +1; (Rc;m)min / +2} unde:

80

Rc;m valoarea m!surat! a lui Rc în una sau mai multe înc!rc!ri de prob! pe pilo i (Rc;m)med valoarea medie a lui Rc,m (Rc;m)min valoarea minim! a lui Rc,m +1; +2 coeficien%i de corelare Pentru Ab1G1 si Ab1G2, valorile +1; +2 sunt date în tabelul A9(RO) SR EN 1997-1/NB. Pentru n = 4 (pilo i încerca i): +1 = 1,15 +2 = 1,05 (Rc;m)med = (14 + 14,4 + 12,1 + 13,9)/4 = 13,6 MN (Rc;m)min = min(14; 14,4; 12,1; 13,9) = 12,1 MN Ab1G1 si Ab1G2 Rc;k = Min (13,6/1,15;12,1/1,05) = 11,52 MN Valoarea de calcul a capacit !ii portante ultime la compresiune (Rc;d) Rc;d = Rc;k / t Ab1G1 Rc;d = 11,52/1,15 = 10 MN Ab1G2 Rc;d = 11,52/1,5 = 7,7 MN Determinarea num rului necesar de pilo"i (np) Ab1G1 A1: G = 1,35; Q = 1,5

Fc;d = VG;d + VQ;d = GVG;k + QVQ;k = 1,35$31 + 1,5$16 = 65,85 MN Rezult!: np = Fc;d/ Rc;d = 65,85/10 = 6,59 Ab1G2 A2: G= 1; Q = 1,3

Fc;d = VG;d + VQ;d = GVG;k + QVQ;k = 1$31 + 1,3$16 = 51,8 MN Rezult!: np = Fc;d / Rc;d = 51,8/7,7 = 6,73

81

Num!rul minim necesar de pilo i este: np;min = max(6,59; 6;73) = 7 7.9.4 Determinarea rezisten ei de calcul la înc!rcare transversal! pe baza încerc!rilor pe

pilo i de prob!

În urma încerc!rilor pe pilo i de prob! solicita i transversal, pe baza valorilor m!surate, Rtr,m, s-au determinat valorile medii, (Rtr,m)med, respectiv valorile minime, (Rtr,m)min, ale rezisten%ei la înc!rcare transversal! (tab. 7.9). Toate încerc!rile au fost efectuate pe acela+i amplasament +i acela+i tip de pilot. Determinarea rezisten!ei caracteristice la înc rcare transversal (Rtr,k) Rtr;k = Min {(Rtr;m)med / +1;(Rtr;m)min / +2} Valorile coeficien%ilor de corelare,+1; +2, sunt date în tabelul A9(RO) SR EN 1997-1/NB.

Tabel 7.9 – Rezultatele încerc!rilor pe pilo i de prob! solicita i transversal

Num!rul de încerc!ri realizate

Rezisten a la înc!rcare transversal!

(Rtr,m)med (Rtr,m)min

[kN] [kN]

1 1622 1622

2 1453 1284

3 1408 1284

4 1330 1096

Pentru n = 1 (pilo i încerca i): +1 = 1,5 +2 = 1,5 Rtr;k= Min (1622/1,5;1622/1,5) = 1081 kN Pentru n = 2 (pilo i încerca i): +1 = 1,35 +2 = 1,25 Rtr;k= Min (1453/1,35;1284/1,25) = 1027 kN Pentru n = 3 (pilo i încerca i): +1 = 1,25 +2 = 1,1 Rtr;k= Min (1408/1,25;1284/1,1) = 1126 kN Pentru n = 4 (pilo i încerca i): +1 = 1,15

82

+2 = 1,05 Rtr;k= Min (1330/1,15;1096/1,05) = 1044 kN Determinarea rezisten!ei de calcul la înc rcare transversal (Rtr,d) Rtr,d = (Rtr,k)min/ tr = 1027/2 = 513,5 kN Valoarea coeficientului par ial tr = 2 este indicat! în NP 123, punctul 8.2.2. 7.9.5 Calculul unui grup de pilo i de beton armat la st!ri limit! conform NP 123

Se consider! o funda ie pe pilo i de beton armat. Înc!rc!rile permanente transmise funda iei, la partea superioar! a radierului, sunt: - înc!rcare axial!, VG;k = 1500 kN; - moment de r!sturnare, MG;k = 1467 kNm. Se consider! condi iile de teren "i pilo ii conform datelor prezentate la pct. 7.9.1, pilotul tip P2 (pilot forat cu tubaj recuperabil, cu sec iune circular! de 0,40 m "i fi"a L = 10,00 m) (fig. 7.6 "i 7.7). Funda ia este alcatuit! din 6 pilo i dispu"i la distan a de 1,20 m interax (fig. 7.11). Grosimea radierului, hR, este de 0,6 m. Adâncimea de fundare se consider! la -1,0 m sub nivelul terenului de fundare. Capacitatea portant ultim la compresiune (Rc;d) Rc;d = 664,2 kN (pct. 7.9.1, pilotul tip P2) Capacitatea portant ultim la compresiune a unui pilot care lucreaz în grup (Rc;g) Capacitatea portant! ultim! la compresiune a unui pilot care lucreaz! în grup se calculeaz! cu rela ia [(19) NP 123]: Rc;g = muRc;d

unde: mu = f(r/r0) - coeficient de utilizare; r = lumina între 2 pilo i vecini; r0 = ,(li tg$i) - raza de influen ! a pilotului în planul bazei; li = grosimea stratului i prin care trece pilotul; $i = ("’d / 4)

r0 = 7 tg (12-/4) + 2 tg (36-/4) = 0,68 r = 0,8m

r/r0 = 0,8/0,68 = 1,17 Rezult!: mu = 0,785 (Tabelul 14 NP 123) Rc;g = 0,785$664,2 = 521,4 kN.

83

3.2

2.0

1.2

1.2

1.20.4 0.4

0.4

1.2

0.4

Figura 7.11

Grupul de pilo i. Vedere în plan. Distan a interax 1,2 m

Rezisten!a ultim la trac!iune(Rt;d) Rezisten a ultim! la trac iune pentru pilo ii executa i pe loc se calculeaz! cu rela ia [(27) NP 123]: Rt;d = U,(qs;i;kli) / ( m s2) m = 2,4 Rezult!: Rt;d = (329,9/1,9 + 159,2/1,7) / 2,4 = 111,4 kN. Calculul solicit rilor axiale în pilo!i Calculul solicit!rilor axiale în pilo i, Si, se poate face prin metoda simplificat!, în baza ipotezelor urm!toare: - radierul este infinit rigid - pilo ii sunt bare rigide - înc!rc!rile transmise de radier la pilo i sunt preluate integral de pilo i (se neglijeaz! transmiterea înc!rc!rilor la teren prin baza radierului) - calculul solicit!rilor se face independent pentru înc!rc!rile axiale, respectiv transversale (se admite suprapunerea de efecte) Înc!rc!rile caracteristice la baza radierului pe pilo i sunt: NG;k= VG;k + GR;k = 1596kN; GR;k - greutatea radierului; c;k = 25 kN/m3 MG;k = 1467kNm1) 1) Not!: în cazul unei for e t!ietoare permanente (TG;k) la partea superioar! a radierului, MG;T;k = MG;k + TG;k hR

84

Înc!rc!rile de calcul reduse la baza radierului pe pilo i sunt: Ab1G1 G = 1,35 NG;d = 2155 kN MG;d = 1980 kNm Ab1G2 G = 1,00 NG;d = 1596 kN MG;d = 1467 kNm Calculul solicit!rilor axiale în pilo i, Si, se face utilizând rela ia:

unde: np = num!rul de pilo i xi = distan a din centrul pilotului i în centrul radierului pe direc ia solicit!rii În tabelul 7.10 sunt centralizate rezultatele ob inute.

Tabel 7.10 – Solicit!rile axiale în pilo i

Tip înc!rc!ri Simbol Abordarea de calcul

Ab1G1 Ab1G2

Încarc!ri permanente

NG;k [kN] 1596 MG;k [kN] 1467 G[-] 1,35 1,00 NG;d [kN] 2155 1596 MG;d [kN] 1980 1467

Solicit!ri în pilo i Smax [kN] 771,6 571,6 Smin [kN] -53,3 -39,6

Capacitatea portant! a unui pilot

Rc;g [kN] 521,4 Rt;d [kN] 111,4

Verific rile la starea limit ultim - SLU Rela ia general! de verificare este: Si . Rd unde: Si - solicitarea axial! în pilotul i corespunz!toare st!rii limit! ultime Rd - capacitatea portant! de calcul corespunzatoare

Conform valorilor din tabelul 7.10: Smax > Rc;g / Verificarea nu este îndeplinit pentru nici una din abord rile de calcul.

85

Redimensionarea grupului se face m!rind distan a interax dintre pilo i. a) Distan a interax dintre pilo i de 1,60 m (Fig. 7.12). Capacitatea portant ultim la compresiune a unui pilot care lucreaz în grup (Rc;g) r/r0 = 1,2/0,68 = 1,765 Rezult!: mu = 0,941. Rc;g = 0,941$664,2 = 625,1 kN. Înc!rc!rile caracteristice la baza radierului pe pilo i sunt: NG;k= VG;k + GR;k = 1644 kN; MG;k = 1467 kNm.

4.0

2.4

1.6

1.6

1.60.4 0.4

0.4

1.6

0.4

Figura 7.12 Grupul de pilo i. Vedere în plan. Distan a interax 1,6 m

Înc!rc!rile de calcul la baza radierului pe pilo i sunt: Ab1G1 G = 1,35 NG;d = 2219 kN MG;d = 1980 kNm Ab1G2 G = 1,00 NG;d = 1644 kN MG;d = 1467 kNm

86

În tabelul 7.11 sunt centralizate rezultatele ob inute.

Tabel 7.11 - Solicit!rile axiale în pilo i

Tip înc!rc!ri Simbol Abordarea de calcul

Ab1G1 Ab1G2


NG;k [kN] 1644 MG;k [kN] 1467

G[-] 1,35 1,00 NG;d [kN] 2219 1644 MG;d [kN] 1980 1467

Solicit!ri în pilo i

Smax [kN] 679 503 Smin [kN] 60,5 44,8

Capacitatea portant!

Rc;g[kN] 625,1 Rt;d[kN] 111,4

Conform valorilor din tabelul 7.11: Smax > Rc;g / Verificarea nu este îndeplinit pentru abordarea de calcul Ab1G1. b) Distan a interax dintre pilo i de 1,80 m Capacitatea portant ultim la compresiune a unui pilot care lucreaz în grup (Rc;g) r/r0 = 1,4/0,68 = 2,05 Rezult!: mu = 1; Rc;g = Rc;d = 664,2 kN. Înc!rc!rile caracteristice la baza radierului pe pilo i sunt: NG;k= VG;k + GR;k = 1672kN; MG;k = 1467kNm. Înc!rc!rile de calcul la baza radierului pe pilo i sunt: Ab1G1 G = 1,35 NG;d = 2257 kN MG;d = 1980 kNm Ab1G2 G = 1,00 NG;d = 1672 kN MG;d = 1467 kNm În tabelul 7.12 sunt centralizate rezultatele ob inute.

87

Tabel 7.12 - Solicit!rile axiale în pilo i

Tip înc rc ri Simbol Abordare de calcul

Ab1G1 Ab1G2


NG;k [kN] 1672 MG;k [kN] 1467

G[-] 1,35 1,00 NG;d [kN] 2257 1672 MG;d [kN] 1980 1467

Solicit!ri în pilo i

Smax [kN] 652 482 Smin [kN] 101 75

Capacitatea portant!

Rc;g[kN] 664,2 Rt;d[kN] 111,4

Conform valorilor din tabelul 7.12: Smax < Rc;d / Verificarea este îndeplinit . Smin < Rt;d / Verificarea este îndeplinit . Verificarea la starea limit de exploatare - SLE Tasarea probabil! a funda iei pe pilo i se calculeaz! conform anexei D din NP123.

88

CAPITOLUL 8. PROIECTAREA GEOTEHNIC# A ANCORAJELOR ÎN TEREN Prezentul capitol corespunde cerin elor normativului NP 114 care sunt conforme cu prevederile din sec iunea 8 din SR EN 1997-1 privind proiectarea ancorajelor temporare "i permanente care transmit o for ! de trac iune unui strat rezistent de p!mânt sau de roc!. Ancorajele pot fi pretensionate sau nepretensionate. 8.1 St ri limit caracteristice ancorajelor În metoda st!rilor limit! sunt analizate: starea limit ultim (SLU) "i starea limit de exploatare (SLE, numit $i stare limit de serviciu). Aceast! metod! de calcul are la baz! utilizarea de coeficien i de siguran ! diferen ia i, denumi i coeficien%i par iali, pentru înc!rc!ri, propriet! ile materialelor "i rezisten e. Aplicarea coeficien%ilor par iali de siguran ! are avantajul de a putea distribui diferit marja de siguran ! pentru diferi ii parametri care intervin în calcul. În cazul ancorajelor în teren, st!rile limit! trebuie s! fac! referiri la deplas!ri excesive sau ruperi care pot privi, pe de o parte, ancorajul propriu-zis (cap de ancorare, arm!tur!, bulb), iar pe de alt! parte interac iunea cu terenul (frecare bulb de ancorare – teren) respectiv cedarea general! a terenului. St!rile limit! caracteristice ancorajelor în teren sunt cele indicate în standardul SR EN 1997-1, paragraful 8.2, respectiv în NP114. 8.2 Ac!iuni $i situa!ii de proiectare Ac iunile "i situa iile de proiectare pentru calculul la st!ri limit! al ancorajelor sunt cele precizate în SR EN 1997-1, paragraful 8.3. "i în normativul NP114. Orice interac iune teren – structur! trebuie luat! în considerare atunci când se determin! ac iunile de proiectare pentru ancoraje. For a din ancoraj, P,trebuie luat! în considerare ca o ac iune nefavorabil! la proiectarea ancorajului Ac iunile sunt definite în conformitate cu SR EN 1990 "i vor fi considerate în conformitate cu prevederile paragrafului 2.4.2 din SR EN 1997-1. La calculul ancorajelor structurilor realizate în zone seismice se vor respecta prevederile SR EN 1998-1, paragraful 2.1, precum "i SR EN 1998-5, sec iunea 7. De asemenea, se vor respecta prevederile P100-1.

89

8.3 Abord ri de calcul specifice ancorajelor Abord!rile de calcul aplicabile ancorajelor, conform SR EN 1997-1 "i SR EN 1997-1/NB sunt: Abordarea de calcul 1 Gruparea 1: A1 “+” M1 “+” R1

Gruparea 2: A2 “+” M1 “+” R4

NOTA 1 În gruparea 1, coeficien ii par iali (de siguran !) sunt aplica i asupra ac iunilor "i asupra parametrilor de rezisten ! ai terenului. În gruparea 2, coeficien ii par iali sunt aplica i asupra ac iunilor, asupra rezisten elor terenului "i, uneori, asupra parametrilor de rezisten ! ai terenului. NOTA 2 În gruparea 2, setul de coeficien i par iali (de siguran !) M1 este utilizat pentru a calcula rezisten ele ancorajelor.

Dac! este evident c! una dintre cele dou! grup!ri guverneaz! proiectarea, nu este necesar s! se mai efectueze calculele "i cu cealalt! grupare. Totu"i, grup!ri diferite se pot dovedi critice pentru aspecte diferite ale aceluia"i proiect. Celelalte abord!ri de calcul (2 "i 3) sunt eliminate, în cazul ancorajelor, de c!tre SR EN 1997-1/NB "i NP 114. 8.4 Calculul la starea limit ultim Calculul ancorajului

Valoarea de calcul, Ra;d, a rezisten ei la smulgere, Ra, a unui ancoraj, trebuie s! îndeplineasc! urm!toarea condi ie limit!:

Pd.Ra;d (8.1) unde Pd este valoarea de calcul a înc!rc!rii ancorajului Valorile de calcul ale rezisten ei la smulgere pot fi determinate pe baza rezultatelor încerc!rilor întreprinse asupra ancorajelor sau prin calcul. Valori de calcul ale rezisten elor la smulgere stabilite pe baza rezultatelor încerc!rilor

Valoarea de calcul a rezisten ei la smulgere trebuie stabilit! pe baza valorii caracteristice Ra;k, folosind rela ia:

Ra;d = Ra;k/ a (8.2) NOT': Coeficientul par ial, a, ia în considerare abaterile nefavorabile ale rezisten ei la smulgere ale ancorajului. Coeficien ii par iali a,sunt defini i în SR EN 1997-1/NB.

90

Este indicat s! se coreleze valoarea caracteristic! cu încerc!rile de control prin aplicarea unui coeficient de corelare +a (SR EN 1997-1/NB). Acest lucru se refer! la tipurile de ancoraje care nu sunt controlate în mod individual prin încerc!ri de recep ie. Dac! se folose"te un coeficient de corelare +a, acesta trebuie s! fie bazat pe experien !. Valoarea de calcul a rezisten ei la trac iune determinat! prin calcul Valoarea de calcul a rezisten ei la trac iune trebuie evaluat! în conformitate cu principiile din SR EN 1997-1, paragrafele 2.4.7 "i 2.4.8, dup! caz. Valoarea de calcul a rezisten ei structurale a ancorajului La proiectarea structural! a ancorajului trebuie satisf!cut! inegalitatea:

Ra;d Rt;d (8.3) Rezisten a materialului ancorajelor trebuie calculat! în conformitate cu standardele SR EN 1992, SR EN 1993 "i SR EN 1537, dup! cum sunt pertinente. Atunci când ancorajele sunt supuse încerc!rilor de control, Rt;dtrebuie s! in! seama de trac iunea de prob! (conform SR EN 1537). Valoarea de calcul a înc!rc!rii ancorajului În stabilirea valorii de calcul a înc!rc!rii din ancoraj, Pd, se alege valoarea maxim! rezultat! în urma calculului structurii de sus inere, astfel:

- for a rezultat! în urma calculului la SLU a structurii de sus inere; - sau for a rezultat! din calculul la SLE a structurii de sus inere, dac! aceasta este

relevant!. 8.5 Calculul la starea limit de exploatare (serviciu) Starea limit! de exploatare se refer! la condi iile care duc la pierderea utilit! ii func ionale a unui component sau a întregii structuri. Aceasta poate fi provocat! de deforma iile terenului sau ale structurii. Calculul ancorajelor la starea limit! de exploatare se va realiza respectând prevederile din SR EN 1997-1, paragraful 8.6. "i ale normativului NP114. Valoarea coeficientului de model aplicat asupra for ei corespunz!toare st!rii limit! de exploatare pentru ca rezisten a ancorajului s! asigure o securitate suficient! este indicat! în Anexa Na ional! SR EN 1997-1/NB. Se poate adopta valoarea 1.0 pentru coeficientul de model cu condi ia aplic!rii prevederilor SR EN 1997-1 paragraful 8.5. "i ale NP 114.

91

8.6. Exemple de calcul 8.6.1. Exemplul 1. Calculul unui ancoraj intr-un masiv de p mânt necoeziv (ancoraje tip C – ancoraje temporare)

8.6.1.1. Date de intrare:

Caracteristicile geotehnice ale masivului de p!mânt:

- unghi frecare interioar! (valoare caracteristic!): ! = 30o

Solicit!rile asupra ancorajului: - inc!rc!ri (valori caracteristice):

EG = 250 kN (înc!rcare permanenta) EQ = 100 kN (înc!rcare temporara)

Not : Înc!rc!rile asupra ancorajelor provin dintr-un calcul prealabil al unei lucr!ri de sus inere sau al unui alt tip de structur! ancorat! în teren.

8.6.1.2. Calculul ancorajelor conform SR EN 1997-1 "i SR EN 1997-1/NB

Abordarea de calcul 1 1. Gruparea 1: A1 “+” M1 “+” R1

2. Gruparea 2: A2 “+” M1 “+” R4

8.6.1.2.1 Gruparea A1+M1+R1 (STR, GEO):

Coeficien#i par#iali (de siguran !): A1

"G = 1.35

"Q = 1.5 (Tabel A.3, SR EN 1997-1)

M1

"! = 1 (Tabel A.4, SR EN 1997-1)

R1

"at = 1.1 (Tabel A.12 RO, SR EN 1997-1/NB – ancoraje temporare)

Diametrul forajului pentru ancoraj (propunere): D = 150 mm Diametrul nominal al arm!turii (propunere): da = 4 mm

Un toron (propunere): 7 arm!turi # 4mm

92

- sec iune nominal! toron:

4

d7A

2a

t1 $%

A1t = 87.965 mm2

For a de rupere minim! toron: Frmin = 147150 N For a de curgere minim! toron: Fcmin = 122630 N Rezisten a normat! a arm!turii pretensionate:

t

cpn

A

FR

1

min%

Rpn = 1.394x103 N/mm2

Condi ia general! de verificare a ancorajului în teren:

Pd< Rad Pd – valoarea de calcul a solicit!rii în ancoraj; Rad – valoarea de calcul a rezisten ei la smulgere a ancorajului (determinat! pe baza încerc!rilor pe teren sau prin calcul).

Not : Pentru exemplul considerat, valoarea lui Rad este determinat! prin calcul (cu respectarea prevederilor normativului NP 114).

Verificarea în func ie de arm!tura ancorajului (SR EN 1997-1, NP 114):

a) Pentru solicit!rile corespunz!toare SLU

Pd< Rad1

unde:

Pd = "GEG + "QEQ

Rad1 = ftkAt / "a ftk = Rpn / 1.15 ftk – rezisten#a caracteristic! la întindere a arm!turii; At - aria transversal! a arm!turii ancorajului; n = 6 (num!r de toroane propus) At = nA1t At = 527.788 mm2

se considera "a = 1.11 (NP114) Pd = 487.5 kN Rad1 = 576.37 kN 487.5 kN < 576.37 kN (verificare îndeplinit!)

b) Pentru solicit!rile corespunz!toare SLE

PdSLE < Rad2

93

PdSLE = EG + EQ (valorile coeficien ilor par iali sunt considera i unitari) & 'ipkt2ad kAR ()*+%

$pk - efortul unitar de blocare; ki - suma pierderilor de tensiune in ancoraj; % - coeficient al pierderii de tensiune, dat în tabel (NP 114)

+pkadm = 0.76Rpn

+pk< 0.76 Rpn (NP 114, TBP - ancoraje temporare)

+pk = +pkadm = 1.06x103 n/mm2

) = 0.8

n100

7k pki +%(

At = 527.788 mm2 PdSLE = 350 kN Rad2 = 371.304 kN 350 kN < 371.304 kN (verificare îndeplinit!)

Verificarea în func ie de bulbul ancorajului (SR EN 1997-1, NP 114)

Pd< Rad3 (pentru solicit!rile corespunz!toare SLU)

Pd = "GEG + "QEQ

Rad3 = N2s / "a

N2S = $ Def za fin

Def - diametrul mediu efectiv al bulbului format prin injectare; za - lungimea zonei de ancorare; fin – rezisten#a normat! pe suprafa a lateral! a zonei de ancorare (NP 114). Def = 3D za = 6.5 m (lungime propus!) fin = 105 kN/m2

# = 30o

se considera "a = 1.78 (NP114) Pd = 487.5 kN Rad3 = 540.3 kN 487.5 kN < 540.3 kN (verificare îndeplinit!)

8.6.1.2.2 Gruparea A2+M1+R4 (STR, GEO):

Coeficien#i par#iali (de siguran !):

A2 "G = 1.1

"Q = 1.3 (Tabel A.3, SR EN 1997-1) M1

"# = 1 (Tabel A.4, SR EN 1997-1) R4

"at = 1.1 (Tabel A.12 RO, SR EN 1997-1/NB – ancoraje temporare)

94

Diametrul forajului pentru ancoraj (propunere): D = 150 mm Diametrul nominal al arm!turii (propunere): da = 4 mm Un toron (propunere): 7arm!turi # 4mm


4

d7A

2a

t1 $%

A1t = 87.965 mm2


t1

mincpn A

FR

Rpn = 1.394x103 N/mm2



Pd< Rad1

Pd = "GEG + "QEQ

Rad1 = ftkAt / "a ftk = Rpn / 1.15 n = 6 (num!r de toroane propus) At = nA1t At = 527.788 mm2

"a = 1.11 Pd = 380 kN Rad1 = 575.8 kN

380 kN < 575.8 kN (verificare îndeplinit!)


PdSLE < Rad2


+pkadm = 0.76Rpn


+pk = +pkadm = 1.06x103 n/mm2

) = 0.8

95

n100

7k pki +%(

At = 527.788 mm2 PdSLE = 350 kN Rad2 = 371.304 kN

350kN 371.304kN, (verificare îndeplinit!)


Pd< Rad3

Pd = "GEG + "QEQ

Rad3 = N2s / "a

N2S = $ Def za fin

Def = 3D za = 5.5 m (lungime propus!) fin = 105 kN/m2

"a = 1.78 Pd = 380 kN Rad3 = 457.1 kN


Rezultatele calculului ancorajelor în masiv de p mânt necoeziv

Tabel 8.1

Parametri geotehnici

Înc!rc!ri permanente

Înc!rc!ri temporare

Coeficien i par iali Diametru

foraj Diametru arm!tur!

Nr. arm!turi / toron

Num!r toroane

Lungime bulb

# c (kPa) EG (kN) EQ (kN) A1 M1 R1 D (mm) d (mm) buc. buc. za (m)

30 0 250 100 1.35; 1.5 1 1.1 150 4 7 6 6.5

A2 M1 R4

1; 1.3 1 1.1 150 4 7 6 5.5

96

8.6.2. Exemplul 2. Calculul unui ancoraj intr-un masiv de p mânt coeziv (ancoraje tip C

– ancoraje temporare)

8.6.2.1. Date de intrare:

Caracteristicile geotehnice ale masivului de p!mânt:

- unghi frecare interioara (valoare caracteristica): # = 9o

- coeziune (valoare caracteristica): c = 15 kPa Solicit!rile asupra ancorajului: - înc!rc!ri (valori caracteristice):

EG = 200 kN (înc!rcare permanent!) EQ = 75 kN (înc!rcare temporar!)

Not : Înc!rc!rile asupra ancorajelor provin dintr-un calcul prealabil al unei lucr!ri de sus inere sau al unui alt tip de structur! ancorat! în teren.

8.6.2.2. Calculul ancorajelor conform SR EN 1997-1 "i SR EN 1997-1/NB

Abordarea de calcul 1 1. Gruparea 1: A1 “+” M1 “+” R1

2. Gruparea 2: A2 “+” M1 “+” R4

8.6.2.2.1. Gruparea A1+M1+R1 (STR, GEO):

Coeficien#ti par#iali (de siguran !):

A1 "G = 1.35

"Q = 1.5 (Tabel A.3, SR EN 1997-1)

M1

"# = 1 (Tabel A.4, SR EN 1997-1) R1

"at = 1.1 (Tabel A.12 RO, SR EN 1997-1/NB – ancoraje temporare) Diametrul forajului pentru ancoraj (propunere): D = 150 mm Diametrul nominal al arm!turii (propunere): da = 4 mm


97


4

d7A

2a

t1 $%

A1t = 87.965 mm2


t1

mincpn A

FR

Rpn = 1.394x103 N/mm2

Condi ia general! de verificare a ancorajului în teren:

Pd< Rad Pd – valoarea de calcul a solicit!rii în ancoraj; Rad – valoarea de calcul a rezisten ei la smulgere a ancorajului (poate fi determinat! pe baza încerc!rilor pe teren sau prin calcul).

Not : Pentru exemplul considerat, valoarea lui Rad este determinat! prin calcul (cu respectarea prevederilor normativului NP 114).



Pd< Rad1

Pd = "GEG + "QEQ


"a = 1.11 Pd = 420 kN Rad1 = 479.8 kN



PdSLE < Rad2


98

+pkadm = 0.76Rpn


+pk = +pkadm = 1.06x103 n/mm2

) = 0.8

n100

7k pki +%(




Pd = "GEG + "QEQ

Rad3 = N2s / "a

N2S = $ Def za fin

Def = 2.5D za = 10.5 m (lungime propus!) fin = 70 kN/m2 (Ic = 0.75 ... 1.0)

"a = 1.78 Pd = 420 kN Rad3 = 484.8 kN 420 kN < 484.8 (verificare îndeplinit!)

8.6.2.2.2. Gruparea A2+M1+R4 (STR, GEO):

Coeficien#i par#iali (de siguran !): A2

"G = 1.1

"Q = 1.3 (Tabel A.3, SR EN 1997-1) M1

"# = 1 (Tabel A.4, SR EN 1997-1) R4

"at = 1.1 (Tabel A.12 RO, SR EN 1997-1/NB – ancoraje temporare) Diametrul forajului pentru ancoraj (propunere): D = 150 mm Diametrul nominal al armaturii (propunere): da = 4 mm


99


4

d7A

2a

t1 $%

A1t = 87.965 mm2


t1

mincpn A

FR

Rpn = 1.394x103 N/mm2



Pd< Rad1

Pd = "GEG + "QEQ


"a = 1.11 Pd = 330 kN Rad1 = 479.8 kN

330 kN < 479.8 kN (verificare îndeplinit!) b) Pentru solicit!rile corespunz!toare SLE

PdSLE < Rad2


+pkadm = 0.76Rpn


+pk = +pkadm = 1.06x103 n/mm2

) = 0.8

n100

7k pki +%(


100



Pd = "GEG + "QEQ

Rad3 = N2s / "a

N2S = $ Def za fin

Def = 2.5D za = 8 m (lungime propus!) fin = 70 kN/m2 (Ic = 0.75 ... 1.0)

"a = 1.78 Pd = 330 kN Rad3 = 369.4 kN 330 kN < 369.4 kN (verificare îndeplinit!)

Rezultatele calculului ancorajelor în masiv de p mânt coeziv

Tabel 8.2 Parametri geotehnici

Înc!rc!ri permanente

Înc!rc!ri temporare Coeficien i par iali

Diametru foraj

Diametru arm!tur!

Nr. arm!turi / toron

Num!r toroane

Lungime bulb

# c (kPa) EG (kN) EQ (kN) A1 M1 R1 D (mm) d (mm) buc. buc. za (m)

9 15 200 75 1.35; 1.5 1 1.1 150 4 7 5 10.5

A2 M1 R4

1; 1.3 1 1.1 150 4 7 5 8

101

CAPITOLUL 9.

PROIECTAREA GEOTEHNIC! A LUCR!RILOR DE SUS"INERE 9.1 Generalit "i Lucr!rile de sus inere sunt lucr!ri care au ca scop re inerea terenului (p!mânt, roci, umpluturi) "i a apei. În aceast! categorie sunt incluse toate tipurile de lucr!ri "i sisteme de sprijin în care elementele structurale sunt supuse for elor generate de materialul re inut (teren, ap!). Prezentul capitol respect! prevederile Normativului NP 124 "i ale SR EN 1997-1 "i se refer! la urm!toarele tipuri de lucr!ri: - ziduri de sprijin - ziduri de sprijin de greutate din piatr! sau beton simplu, inclusiv gabioane - ziduri de sprijin tip cornier din beton armat, - ziduri de sprijin din c!soaie, - pere i de sprijin - sprijiniri simple din lemn "i din elemente metalice de inventar pentru sus inerea excava iilor - pere i din palplan"e - pere i îngropa i - pere i de sus inere de tip mixt - pere i de sus inere realiza i prin injec ie cu presiune înalt! (tehnologia „jet-grouting”) Aceste lucr!ri de sus inere sunt definite în capitolul II.1 al NP 124. 9.2. St ri limit Pentru calculul la st!ri limit! al lucr!rilor de sus inere se vor analiza cel pu in urm!toarele situa ii: - stabilitatea general!, - posibilitatea ca un element structural sau leg!tura dintre elemente s! cedeze, - rupere mixt! în teren "i în elementul structural, - cedare hidraulic! de tip ridicare hidraulic! sau eroziune regresiv!, - pr!bu"irea sau afectarea exploat!rii normale a lucr!rii de sus inere sau a lucr!rilor învecinate datorit! deplas!rilor structurii de sus inere, - exfiltra ii masive de ap! prin sau pe sub perete, - transport masiv de particule de p!mânt prin sau pe sub perete, - modific!ri importante ale parametrilor ce definesc regimul de curgere al apei subterane. Pentru ziduri de sprijin de greutate sau lucr!ri din p!mânt armat se mai analizeaz! "i: - cedarea terenului de fundare prin pierderea capacit! ii portante, - alunecare pe talpa zidului, - r!sturnarea zidului. Pentru pere i îngropa i trebuie luate în calcul "i: - rotirea sau transla ia peretelui sau a unor p!r i ale acestuia care pot duce la cedare; - pierderea echilibrului vertical al peretelui.

102

In afar! de st!rile limit! prezentate, considerate individual, trebuie luate în considerare "i combina ii ale acestora. 9.3. Ac"iuni $i situa"ii de proiectare Ac iunile "i situa iile de proiectare pentru lucr!rile de sus inere sunt cele precizate în paragraful IV.3.9 din NP 124. Valorile reprezentative ale ac iunilor (Frep) sunt ob inute printr-o combina ie a valorilor caracteristice (Fk), prin considerarea coeficientului de combina ie, ., în baza prevederilor din SR EN 1990 "i SR EN 1991. Pentru structurile de sus inere realizate în zone seismice se vor respecta prevederile SR EN 1998-1, paragraful 2.1, precum "i SR EN 1998-5, sec iunea 7. De asemenea, se vor respecta prevederile P 100-1. Structurile construite în zone seismice trebuie s! respecte dou! exigen e fundamentale: - s! nu cedeze (s! reziste ac iunilor seismice de calcul f!r! cedare local! sau general!,

conservându-"i integritatea structural! "i o capacitate portant! rezidual! dup! evenimentul seismic);

- s! fie limitate deforma iile (structura trebuie s! fie conceput! "i construit! astfel încât s! reziste ac iunilor seismice cu probabilitate de apari ie mai mare decât cea de calcul f!r! a ap!rea deterior!ri "i limit!ri ale exploat!rii).

Grup!rile ac iuniii seismice cu alte ac iuni trebuie realizate în conformitate cu SR EN 1990 (paragraful 6.4.3.4) "i SR EN 1998-1 (paragraful 3.2.4). 9.4. Metode de proiectare Metodele prin care se verific! atingerea st!rilor limit! sunt (a se vedea "i paragraful IV.4 din NP 124): - prin calcul - pe baz! m!surilor prescriptive - pe baz! de modele experimentale - metode observa ionale. Metodele de proiectare prin calcul sunt descrise în NP 124 pentru fiecare tip de lucrare de sus inere în parte. Modelul de calcul utilizat trebuie s! descrie comportarea prezumat! a terenului, pentru starea limit! considerat!. Dac! pentru o stare limit! nu exist! modele de calcul fiabile, calculul trebuie realizat pentru o alt! stare limit!, folosind coeficien i care s! asigure c! dep!"irea st!rii limite considerate este suficient de improbabil!. În astfel de cazuri, proiectarea se poate face "i pe baz! de m!suri prescriptive, modele, încerc!ri sau metode observa ionale. Modelul de calcul considerat poate fi: analitic, semi-empiric sau numeric. Metoda de calcul aleas! pentru a fi utilizat! depinde de complexitatea structurii, de procesul de construire, de informa iile necesar a fi ob inute prin calcule, de datele de intrare avute la dispozi ie "i de beneficiul din punct de vedere economic care rezult! în urma rafin!rii

103

calculelor. De exemplu, dac! peretele îngropat trebuie s! satisfac! doar condi ii de impermeabilitate, calculele prea complexe ofer! beneficii reduse. De asemenea, nu sunt indicate calcule complexe pentru cazuri în care interac iunea teren – structur! este pu in relevant! (de exemplu la pere ii în consol!). Metodele de proiectare pe baz de m suri prescriptive sunt prev!zute pentru lucr!rile de sprijiniri simple ale excava iilor, pentru adâncimi de pân! la 3 m. Pentru adâncimi mai mari de excavare sau atunci când pe terenul din spatele peretelui exist! suprasarcini, dimensionarea prin calcul este obligatorie. Metodele bazate pe modele experimentale sunt indicat a se utiliza la lucr!ri de sus inere complexe, la care comportarea lucr!rii de sus inere în interac iune cu terenul nu este cunoscut! sau nu este corect modelat! prin metodele de calcul curente. Din aceast! categorie se pot aminti modele de laborator (clasice sau centrifugate) sau la scar! real!. In aceast! categorie poate fi introdus! "i adaptarea, respectiv validarea modelului de calcul, pe baza experien ei similare. In urma realiz!rii unor lucr!ri de sus inere "i a monitoriz!rii acestora pe anumite amplasamente "i a compara iei între m!sur!tori "i rezultatele de calcul, modelul de calcul poate fi îmbun!t! it. Aceast! modalitate de calare a unor modele de calcul este mai accesibil! decât varianta unor model!ri experimentale. Pentru a da îns! rezultate este necesar! o baz! de date riguroas!, cu înregistr!ri cu un grad ridicat de fiabilitate. Aplicarea metodelor observa"ionale presupune monitorizarea lucr!rii de sus inere "i corectarea proiectului pe parcursul execu iei. Dac! m!sur!torile realizate în timpul execu iei indic! valori diferite de cele din proiect pentru anumite m!rimi (deplas!ri, for e în "prai uri, nivelul apei etc.) se aplic! prevederile SR EN 1997-1 paragraful 2.7. Rezultatele calculelor se vor confrunta ori de câte ori este posibil cu experien a comparabil!. Dificultatea în a prognoza comportarea lucr!rii de sus inere nu reprezint! singurul motiv pentru adoptarea metodei observa ionale. Proiectarea geotehnic! presupune o bun! cunoa"tere a parametrilor geotehnici, dar chiar "i o investiga ie atent! este susceptibil! de a nu detecta anumite condi ii ale terenului care pot influen a hot!râtor comportarea lucr!rii. De aceea, metoda observa ional! poate fi considerat! ca o parte integrant! a conceptului de siguran ! "i este necesar a fi planificat! înc! din faza de proiectare.

Figura 9.1. Principiul metodei observa ionale

104

Metoda observa ional! este o metod! de proiectare a c!rei aplicare presupune mai mult decât o corectare a proiectului „din mers”. Este necesar! prevederea în proiect a unor planuri de m!suri "i a unor ac iuni corective în cazul detect!rii unor neconformit! i între situa ia din realitate "i ipotezele, parametrii sau situa iile considerate în proiectare. Pe de alt! parte, metoda observa ional! nu poate fi considerat! ca o alternativ! la o investiga ie geotehnic! corespunz!toare. In principiu, metoda observa ional! se aplic! structurilor încadrate în categoria geotehnic! 3 – proiecte foarte complexe, cu pronun at! interac iune teren – structur! (pere i de sus inere flexibili ancora i pe mai multe nivele, de exemplu), lucr!ri în care presiunea apei este important! "i variabil! (de exemplu, lucr!ri în zone maritime, eventual în zone cu maree important!), sisteme complexe în interac iune alc!tuite din teren, excava ie adânc!, lucrare de sprijin "i cl!diri învecinate sau construc ii pe pante. 9.5 Evaluarea presiunii p mântului Atunci când se determin! valorile de proiectare ale presiunilor p!mântului, unul din elementele cele mai importante este considerarea acelor tipuri de presiuni "i acelor amplitudini care sunt acceptabile pentru deplas!rile "i deforma iile lucr!rii de sus inere, cu alte cuvinte care sunt posibil a se produce pentru starea limit! considerat!. Principalii factori de influen ! ai presiunii p!mântului sunt: - suprasarcina de la suprafa a terenului, - geometria terenului "i a peretelui, - nivelul apei subterane precum "i for ele hidrodinamice, - m!rimea, direc ia "i sensul deplas!rii lucr!rii de sus#inere, - caracteristicile geotehnice ale masivului de p!mânt sprijinit , - caracteristicile de rigiditate ale peretelui de sus inere "i ale sistemului de sprijin, - caracteristicile de frecare pe suprafa#a de contact lucrare de sprijin - teren, - în cazul rocilor mai trebuie luat! în calcul prezen a, geometria "i caracteristicile eventualelor discontinuit! i. Se presupune c! frecarea maxim! pe peretele de sprijin nu poate apare simultan cu rezisten a maxim! la forfecare de-a lungul suprafe ei de rupere. Valoarea presiunii p!mântului pentru calculul la starea limit! ultim! este, în general, diferit! de valoarea acesteia la starea limit! de exploatare, ea neavând o singur! valoare caracteristic!. La evaluarea presiunii p!mântului se va ine seama de eventualul poten ial de umflare al p!mântului, precum "i de efectul compact!rii umpluturii din spatele lucr!rii de sprijin. Valorile limit! ale presiunii p!mântului trebuie determinate în func ie de deplasarea relativ! a p!mântului "i a lucr!rii de sus inere, precum "i de forma suprafe ei de cedare. În Anexa C a SR EN 1997-1 sunt date valori ale deplas!rilor relative care duc la valorile limit! ale presiunilor p!mântului.

105

În cazul unui perete vertical, valorile limit! ale presiunii unui p!mânt coeziv sub ac iunea unei suprasarcini, q se calculeaz! astfel: - stare limit activ , corespunz!toare trecerii masivului în stare activ! datorit! deplas!rii peretelui de sus inere prin îndep!rtarea de masiv:

Presiunea activ! a p!mântului, normal! pe perete:

(9.1)

unde: z – adâncimea punctului de calcul, Ka – coeficientul presiunii active orizontale, c – coeziunea p!mântului sus inut.

- stare limit pasiv , corespunz!toare trecerii masivului în stare pasiv! datorit! deplas!rii peretelui de sus inere înspre masiv:

Presiunea pasiv! a p!mântului, normal! pe perete:

(9.2) unde, în plus fa ! de nota iile anterioare:

Kp – coeficientul presiunii pasive orizontale. În Anexa A a SR EN 1997-1 sunt date recomand!ri pentru determinarea coeficien ilor Ka "i Kp în diferite cazuri. Atunci când deplas!rile masivului sunt insuficiente pentru a mobiliza valorile limit!, presiunea p!mântului este cuprins! între presiunea în stare de repaus "i valorile limit! activ! "i, respectiv, pasiv!. Determinarea valorii intermediare a presiunii p!mântului trebuie s! se fac! pe baza m!rimii "i direc iei deplas!rii lucr!rii de sprijin fa ! de teren. În Anexa C din SR EN 1997-1 sunt date unele recomand!ri privitoare la modul de determinare a valorilor intermediare ale presiunii p!mântului. In condi"ii seismice, la evaluarea presiunii p!mântului se va ine seama de apari ia unei presiuni suplimentare datorat! solicit!rii seismice, fa ! de presiunea p!mântului în condi ii statice. In afara acestei presiuni suplimentare, elementul de sus inere va fi supus for elor iner iale, în conformitate cu prevederile P 100-1 "i SR EN 1998-5. Calculul presiunii suplimentare a p!mântului în condi ii seismice se poate efectua cu metoda „pseudo-static!”. În aplicarea acestei metode se vor avea în vedere prevederile SR EN 1998-5, paragraful 7.3.2 "i cele ale NP 124 – Capitolul V "i Anexa A. Conform SR EN 1998-5, la calculul presiunii p!mântului în condi ii seismice unghiul de înclinare al diagramei de presiuni fa ! de normal! va fi luat nu mai mult de (2/3 #) pentru presiunea activ! "i zero pentru rezisten a pasiv!.

106

9.6 Ziduri de sprijin

9.6.1 Calculul la starea limit ultim a zidurilor de sprijin

St!rile limit! ultime în cazul zidurilor de sprijin sunt (conform SR EN 1997-1): - cedarea terenului de fundare: cedarea prin lunecarea pe talp!, prin r!sturnare sau prin dep!"irea capacit! ii portante a terenului de fundare; - pierderea stabilit! ii generale. Se precizeaz! faptul c! prin aplicarea principiilor SR EN 1997-1, nu se mai ob ine un factor de siguran ! global, unic (fa ! de lunecarea pe talp! sau fa ! de r!sturnare) care s! fie comparat cu un factor de siguran ! admisibil. Marja de siguran ! poate fi cuantificat! prin calculul gradului de utilizare. Verificarea la cedarea prin lunecare pe talp este o stare limit! de tip GEO "i presupune verificarea urm!toarei rela ii, conform 6.5.3 din SR EN 1997-1:

(9.3) unde:

Hd – Valoarea de calcul a lui H; H – înc!rcarea orizontal! sau componenta orizontal! a unei ac iuni totale aplicate paralel

cu baza zidului (în acest caz rezultanta presiunii active a p!mântului); Rd – valoarea de calcul a rezisten ei fa ! de o ac iune, în cazul acesta for a de frecare pe

baza funda iei zidului, calculat! în conformitate cu paragraful 2.4 al SR EN 1997-1; Rp,d – valoarea de calcul a for ei datorate presiunii pasive.

Pentru zidurile de sprijin se recomand! neglijarea presiunii pasive pe fa a funda iei zidului. Rezisten a de calcul la lunecare, Rd, în condi ii drenate, se calculeaz! aplicând coeficien i par iali (de siguran !) fie asupra propriet! ilor p!mântului fie asupra rezisten elor terenului, dup! cum urmeaz!:

(9.4) sau:

(9.5) unde:

V’d – valoarea de calcul a ac iunii verticale efective sau componenta normal! a rezultantei ac iunilor efective aplicate asupra bazei funda iei zidului;

/ - unghiul de frecare la interfa a baza zidului – teren de fundare; /k – valoarea caracteristic! a lui /; /d – valoarea de calcul a lui /; "R;h – coeficient par ial (de siguran !) pentru rezisten a la lunecare (conform Tabelul A-13

(RO) din SR EN 1997-1/NB).

107

Unghiul de frecare de calcul, /d, poate fi admis egal cu valoarea de calcul a unghiului efectiv de frecare intern! la starea critic!, !’cv;d, la funda iile de beton turnate pe loc "i egal cu 2/3!’cv;d la funda ii prefabricate netede. Este indicat s! se neglijeze coeziunea efectiv!, c’. Rezisten a de calcul la lunecare în condi ii nedrenate, Rd, trebuie calculat! fie aplicând coeficien ii par iali asupra propriet! ilor p!mântului, fie aplicându-i asupra rezisten elor p!mântului, dup! cum urmeaz!:

(9.6) sau:

(9.7) unde:

Ac – suprafa a total! a bazei supus! la compresiune; cu;k – valoarea caracteristic! a coeziunii nedrenate; cu;d – valoarea de calcul a coeziunii nedrenate; "R;h – coeficient par ial (de siguran !) pentru rezisten a la lunecare (conform Tabelul A-13

(RO) din SR EN 1997-1/NB). Dac! este posibil ca apa sau aerul s! p!trund! la interfa a dintre funda ia zidului "i un teren argilos nedrenat, trebuie verificat! "i rela ia urm!toare:

(9.8) unde:

Vd – valoarea de calcul a lui V; V – înc!rcarea vertical! sau componenta normal! a rezultantei ac iunilor aplicate asupra

bazei funda iei zidului. Verificarea la r sturnare a zidului de sprijin presupune verificarea urm!toarei rela ii:

(9.9) unde:

- Edst;d – valoarea de calcul a efectului ac iunilor destabilizatoare, respectiv a momentului for elor destabilizatoare;

- Estb;d - valoarea de calcul a efectului ac iunilor stabilizatoare, respectiv a momentului for elor stabilizatoare.

(9.10)

(9.11) unde:

E – efectul unei ac iuni; "F – coeficient par ial (de siguran !) pentru ac iuni; Frep – valoarea reprezentativ! a unei ac iuni; Xk – valoarea caracteristic! a propriet! ii unui material; "M – coeficient par ial (de siguran !) pentru un parametru al p!mântului; ad – valoarea de calcul a datelor geometrice.

108

R!sturnarea poate fi considerat! ca fiind o stare limit! de tip EQU sau de tip GEO. Starea limit! de tip EQU în cazul r!sturn!rii poate fi considerat! numai în cazuri speciale. Conform Notei 1 a paragrafului 2.4.7.2 din SR EN 1997-1, echilibrul static EQU este relevant în special în proiectarea structural!. În proiectarea geotehnic!, verificarea EQU este limitat! la cazuri rare, cum ar fi, de exemplu, o funda ie rigid! pe un teren stâncos "i este, în principiu, distinct! fa ! de analiza stabilit! ii generale sau de problemele datorate presiunilor arhimedice. Dac! se include o rezisten ! Rd, aceasta trebuie s! fie de mic! importan !. In aceste condi ii, doar un zid masiv de greutate, fundat pe roc! ar putea ceda prin atingerea unei st!ri limit! de tip EQU la r!sturnare. In toate celelalte cazuri, r!sturnarea este o stare limit! de tip GEO. Coeficien ii par iali (de siguran !) ai înc!rc!rilor (conform Anexei A a SR EN 1997-1 "i SR EN 1997-1/NB) se pot aplica fie asupra ac iunilor, fie asupra efectelor ac iunilor. Pentru ziduri de sprijin realizate pe terenuri de fundare alc!tuite din roci moi, r!sturnarea ca stare limit! ultim! nu este luat! în considerare, având în vedere c! starea limit! ultim! de cedare prin dep!"irea capacit! ii portante va ap!rea înaintea acesteia. Verificarea capacit "ii portante a terenului de fundare presupune satisfacerea urm!toarei rela ii (stare limit! de tip GEO):

dd RV , (9.12)

unde: Vd – valoarea de calcul a lui V; V – înc!rcarea vertical! sau componenta normal! a rezultantei ac iunilor aplicate asupra

bazei funda iei zidului; Rd - valoarea de calcul a rezisten ei fa ! de o ac iune, calculat! conform paragrafului 2.4

din SR EN 1997-1: - când coeficien ii par iali sunt aplica i propriet! ilor terenului (X):

0 1dMkrepFd a;&X;F&RR % (9.13)

sau: - când coeficien ii par iali se aplic! rezisten elor (R):

0 1 RdkrepFd /&a;X;F&RR % (9.14)

sau: - când coeficien ii par iali se aplic! simultan "i propriet! ilor terenului "i rezisten elor:

0 1 RdMkrepFd /&a;&X;F&RR % (9.15)

În acest caz Rd este valoarea de calcul a capacit! ii portante. La stabilirea lui Vd trebuie s! se in! seama de greutatea proprie a zidului, de greutatea oric!rui material de umplutur!, de toate presiunile p!mântului, favorabile sau nefavorabile, precum "i de presiunea apei. Coeficien ii par iali de rezisten ! pentru lucr!ri de sus inere, "R, sunt da i în Tabelul A-13 (RO) din SR EN 1997-1/NB. O metod! analitic! de calcul a capacit! ii portante a terenului de fundare este prezentat! în Anexa D a SR EN 1997-1.

109

Se vor avea în vedere prevederile paragrafului 6.5.2 al SR EN 1997-1. Pentru excentricit! i mari ale înc!rc!rilor, dep!"ind 1/3 din l! imea funda iei dreptunghiulare a zidului, se vor verifica valorile de calcul ale ac iunilor în conformitate cu paragraful 6.5.4 din SR EN 1997-1. Verificarea stabilit "ii generale a zidului de sprijin se face în conformitate cu prevederile din sec iunea 11 a SR EN 1997-1. Pe baza acestor principii se va demonstra c! nu se produce o pierdere de stabilitate general! "i c! deforma iile corespunz!toare sunt suficient de mici. Stabilitatea general! a taluzelor incluzând construc ii existente sau proiectate, se verific! la st!rile limit! ultime de tip GEO "i STR, folosind valorile de calcul ale ac iunilor, rezisten elor "i parametrilor geotehnici, precum "i coeficien ii par iali defini i în Anexa A a SR EN 1997-1 corelat cu SR EN 1997-1/NB. Se va ine cont de riscurile de cedare progresiv! "i de lichefiere. Pentru st!rile limit! ultime de tip GEO "i STR trebuie verificat! îndeplinirea condi iei:

dd RE , (9.16)

unde: Ed este valoarea de calcul a efectelor ac iunilor:

- când coeficien ii par iali se aplic! asupra ac iunilor (Frep):

0 1dMkrep;Fd a;&XF&EE % (9.17)

sau: - când coeficien ii par iali se aplic! asupra efectelor ac iunilor (E):

0 1dMkrepEd a;&X;FE&E % (9.18)

în care: E – efectul unei ac iuni; "F – coeficientul par ial pentru ac iuni; Frep – valoarea reprezentativ! a unei ac iuni; Xk – valoarea caracteristic! a propriet! ii unui material; "M – coeficientul par ial pentru un parametru al p!mântului; ad – valoarea de calcul a datelor geometrice; "E – coeficientul par ial pentru efectul unei ac iuni;

Rd este valoarea de calcul a rezisten ei fa ! de o ac iune: - când coeficien ii par iali sunt aplica i propriet! ilor terenului (X):

0 1dMkrepFd a;&X;F&RR % (9.19)

sau: - când coeficien ii par iali se aplic! rezisten elor (R):

0 1 RdkrepFd /&a;X;F&RR % (9.20)

110

sau: - când coeficien ii par iali se aplic! simultan "i propriet! ilor terenului "i rezisten elor:

0 1 RdMkrepFd /&a;&X;F&RR % (9.21)

La alegerea coeficien ilor par iali (de siguran !) pentru fiecare caz în parte se vor respecta prevederile Anexei A "i ale paragrafului 2.4.7.3 al SR EN 1997-1, în func ie de abordarea de calcul utilizat!, corelat cu SR EN 1997-1/NB. Coeficien ii par iali "R utiliza i pentru verificarea stabilit! ii generale sunt da i în Tabelul A-14 (RO) din SR EN 1997-1/NB. Zidurile de sprijin realizate din elemente structurale precum gabioanele sau c!soaiele vor fi verificate la st!rile limit! ultime descrise mai sus, considerându-le ca un tot unitar (verificarea stabilit! ii externe). Pentru st!rile limit! de tip STR "i GEO se vor utiliza abord!rile de calcul prezentate în paragraful 2.4.7.3.4 al SR EN 1997-1, corelat cu Anexa na ional! de aplicare, SR EN 1997-1/NB, respectiv abordarea de calcul 1 cu cele dou! grup!ri de înc!rc!ri "i abordarea de calcul 3. Atunci când ac iunile sunt doar de tip geotehnic, abordarea de calcul 3 duce la rezultate identice cu abordarea 1 gruparea 2. La verificarea stabilit! ii generale a zidurilor de sprijin, ac iunile aplicate asupra terenului (cum ar fi, de exemplu ac iunile provenind de la structur! sau înc!rc!rile date de trafic) sunt tratate drept ac iuni geotehnice. Pentru celelalte verific!ri trebuie f!cut! distinc ia între ac#iunile structurale (cum este, de exemplu, greutatea zidului de sprijin din beton) "i cele geotehnice, deoarece în abordarea 3 se aplic! coeficien i par iali diferi i. Pentru verific!rile zidurilor de sprijin în condi ii seismice se vor avea în vedere prevederile SR EN 1990 (6.4.3.4) "i cele ale SR EN 1998-1 (3.2.4). Pentru ziduri de sprijin se pot adopta pentru calculul în condi ii seismice valori unitare pentru coeficien ii par iali ai ac iunilor ("F), iar pentru caracteristicile geotehnice ale terenului se vor respecta prevederile SR EN 1998-5/NA (3.1 (3)), care prevede valori ale coeficien ilor par iali "M identice cu cele din setul M2. 9.6.2. Proiectarea structural a zidurilor de sprijin

Lucr!rile de sus inere, inclusiv elementele lor structurale de sprijin, trebuie verificate fa ! de cedarea structural! în conformitate cu articolul 2.4 din SR EN 1997-1, precum "i cu standardele din seria Eurocodurilor referitoare la materialele din care sunt alc!tuite respectivele lucr!ri "i elemente structurale. În cazul zidurilor de sprijin alc!tuite din elemente structurale precum gabioane sau c!soaie, se va verifica "i posibilitatea de cedare intern! prin verificarea la lunecare la fiecare nivel (între dou! gabioane sau dou! c!soaie). Pentru evaluarea rezisten ei la lunecare la nivelul diferitelor interfe e ale unui zid din gabioane, se va considera unghiul de frecare intern! a umpluturii de piatr! din gabioane, f!r! a se conta în nici un fel pe materialul din care este realizat! cutia.

111

În cazul zidurilor de sprijin din c!soaie, se va considera rezisten a la forfecare a îmbin!rii dintre dou! c!soaie. Pentru fiecare stare limit! ultim! trebuie demonstrat c! pot fi mobilizate rezisten ele necesare, deoarece deforma iile din teren "i cele din structur! sunt compatibile. 9.6.3. Verificarea la starea limit de exploatare a zidurilor de sprijin

Verificarea la starea limit! de exploatare a lucr!rilor de sus inere se face în conformitate cu prevederile paragrafelor 2.4.8. "i 9.8. din SR EN 1997-1. Coeficien ii par iali (de siguran !) aferen i st!rii limit! de exploatare (de serviciu) sunt egali cu 1,0. Valorile de calcul ale presiunilor p!mântului pentru verificarea la starea limit! de exploatare (de serviciu) trebuie stabilite luându-se în considerare deplas!rile admisibile ale structurii în aceast! stare limit!. Aceste valori nu sunt neap!rat valori limit! (activ! sau pasiv!). Verificarea la starea limit! de exploatare presupune satisfacerea urm!toarei condi ii:

dC

dE

, (9.22)

unde: Ed – valoarea de calcul a efectului ac iunilor; Cd – valoarea de calcul limit! a efectului unei ac iuni.

Valorile caracteristice ale parametrilor p!mântului trebuie modificate adecvat în func ie de modific!rile a"teptate pe durata de via ! a structurii. 9.7. Pere"i de sus"inere 9.7.1. Calcul la starea limit ultim

Calculele la starea limit! ultim! (SLU) trebuie realizate pe baza metodelor de echilibru limit! sau a analizei de interac iune teren – structur! (prezentate în Anexa B – paragraful B.2 al NP 124). Principalul scop este determinarea adâncimii de încastrare "i a capacit! ii portante a peretelui, pentru asigurarea stabilit! ii. St!rile limit! pot apare atât în teren cât "i în structur!, sau prin cedare combinat! în structur! "i teren. Orice interac iune dintre structur! "i teren trebuie luat! în considerare la determinarea ac iunilor de proiectare. La verificarea stabilit! ii generale trebuie respectate principiile din SR EN 1997-1 – sec iunea 11. Stabilitatea general! a taluzelor incluzând construc ii existente sau proiectate se verific! la st!rile limite ultime de tip GEO "i STR, folosind valorile de calcul ale ac iunilor, rezisten elor "i parametrilor geotehnici, precum "i coeficien ii par iali (de siguran !) defini i în Anexa A a SR EN 1997-1.

Documents

incercare 2incercare 2incercare 2incercare 2