Procedee de Imbunatatire a Terenului de Fundare Si Procedee de Fundare Indirecta a Cladirilor Amplasate Pe Terenuri de Fundare Dificile

7/29/2019 Procedee de Imbunatatire a Terenului de Fundare Si Procedee de Fundare Indirecta a Cladirilor Amplasate Pe Tere

1/9

Procedee de imbunatatire a terenului de fundare si procedee defundare indirecta a cladirilor amplasate pe terenuri de fundaredificile.

Terenul de fundare este mulimea de straturi de roci influenat de ncrcrile transmise defundaie.

Terenuri dificile de fundat:1. Terenuri artificiale de fundare dificile - umpluturi:

Pmnt omogen compactat controlat,Pmnt omogen compactat necontolat.Pmnturi cu coninut de materii organice.

2. Terenuri naturale de fundare dificile:Pmnturi sensibile la umezeli:

* pmnturi nisipoase: -pmnt cu structura natural- pmnt compact

* pmnturi argiloase: -pmnt cu structura natural- pmnt compact.

Pmnturi cu umflari i contracii mari,Terenuri nisipoase sensibile la aciunea seismic,Terenuri cu compresibilitate mare sau mijlocie.

Exista dou propieti mecanice fundamentale ale terenului de fundare:- Compresibilitatea:

* Modul de deformaie endonomic M (valoarea M se determin n laborator)* Modul de deformaie linear E

- Rezistena la forfecareScopul cercetrii terenului de fundare este obinerea unor date necesare pentru proiectarea i

executarea construciilor.Informaiile privind caracteristicile terenului de fundare sunt importante pentru diferitele

decizii care se iau in etapa de concepie putnd sa conduc chiar i la abandonarea amplasamentu-

lui, dacacesta nu este impus pe baza. altor criterii.Dintre informaiile care se obin prin cercetarea, terenului de fundare menionm:* precizarea caracteristicilor fizico-mecanice ale straturilor care alctuiesc terenul de fundare i, nfuncie de portanta acestora, alegerea sistemului i adncimii de fundare pentru construciarespectiv.* determinarea efectelor apei subterane asupra constructiilor* semnalarea eventualelor conditii naturale speciale care ar putea fi ntlnite in timpul execuieiiexploatrii construciei (fenomene de instabilitate, existena unor goluri subterane, emanaii degaze, posibilitatea apariiei unor viituri de apa in lucrrile de sptura,etc.),* aprecierea gradului de dificultate pentru lucrrile de terasamente i spaturi.

Calculul terenului de fundarese efectueaz pe baza metodei ''starilor limit''.Se au in vedere:


2/9

- starea limita de deformatie,- starea limita a capacitii portante.

Metoda de calcul care folosete "presiunea convenionala" peterenul de fundare este folosita,in general, pontru proiectarea construciilor curente, pe terenuri bune de fundare.

Etapele cercetrii terenului de fundare:- cercetarea materialului documetar i de arhiv- cercetarea i cartarea geologica-tehnica a terenului de fundare - prospectarea i explorarea terenului

mbuntirea terenurilor de fundare.

n cazul terenurilor dificile, una dintre cile care pot fi urmate pentru realizarea unuisistem defundare sigur, n condiii economice competitive, este mbuntirea, pe caleartificial aparametrilor fisico-mecanici ai terenului.

Pentru cldirile civile i industriale, mbuntireaterenului de fundare se refera, in special, lamrirea stabiliti, adicsporirea unghiului de frecare interioari a coeziunii i la evitarea influeneinegative a variaiilor de umiditate asupra caracteristicilor mecanice ale pmnturilor.Pentru construciile hidrotehnice dar i pentru faza de execuie a lucrrilor civile i industriale, prinmbuntire se urmrete i micorarea permeabilitii terenului pentru a reduce la minimum debitulapelor de infiltraie in timpul execuiei i consecinele pomprii cu viteze mari a apelor din sptura .mbuntirea terenului serealizeaz prin doua categorii de procedee:*procedee mecanice,*procedee chimice i electrice

Prin procedeele mecanice de mbuntire se urmrete compactarea mecanic aterenurilorafnate, ceea ce conduce la schimbarea raportului procentual ntre componentele

pmntului (minerale , apa, aer). Prin compactare se realizeaz, in principal, sporirea volumuluiocupat de scheletulmineral in detrimentul volumului de aer.In cazul pmnturilor sensibile la umezire, prin compactare se realizeaz distrugerea structurii

macroporice (desensibilizarea terenului).Compactarea terenurilor se realizeaz ca un proces tehnologic complex in care rolul

principal iiau doi parametri:* energia de compactare,* umiditatea de compactare.Principalele procedee de compactare mecanica se impart in doua grupe mari:

A. Compactare de suprafaa.B. Compactare de adncime.

A. Compactare de suprafaa se refera la mbuntirea straturilor superficiale ale terenului pegrosimi variabile ntre caiva centimetri i cativa metri.Exista doua metode diferite de compactare in suprafaa:

- C o m p a c t a r e a s t a t i c - se realizeaz cu cilindri compresori care se deplaseaz de maimulte ori peterenul care trebuie compactat. Cilindrii au greuti de 5 . . . 15tone, iar rulourile pot finetede sau profilate.


3/9

- Compactarea dinamic - se realizeaz prin batere cu dispozitive de diferite greutati lsate sa

cada de la nlime,Eficienta baterii este funcie de:

* greutatea dispozitivului,*naltimea de cdere.

Cu cat energia de batere - produsul dintre greutatea dispozitivului si nlimea de batere - este

mai mare, cu atat compactarea se realizeaz pe straturi mai groase (pe o adncime mai mare}.Cea mai simpla compactare mecanica se realizeaz manual (cu maluri de lemn sau metalice).

B. Compactarea de adncime se refera la mbuntireastraturilor de pamant in profunzime(pana la adncimide 20 ... 25 m).

Procedeul se utilizeaz in special, in cazul depozitelor groase de terenuri macroporice (caredepesc grosimea de 10 m), in care consolidarea de suprafaa nu mai este eficienta.

Consolidarea pmntului se realizeaz prin mrirea gradului de indesare, obinut prinintroducerea in sol a piloilor sau a coloanelor de pmntsau de balast. Indesarea se realizeaz prin:*crearea unor goluri in masa de pamant afanat (cu dispozitive speciale),

*umplerea golurilorcu pamant sau cu balast.


4/9

Procedeul conduce la sporirea capacitii portante aterenului prin reducerea compresibilitatii si creterea rezistentei la forfecare.

Prin dispunerea piloilor de pamant pe o reea suficient de deasa se obine compactarea inmasa a terenului sensibil.

Diametrul piloilor este de circa 30cm iar diametrul coloanelor este de circa 50...60 cm.Distantele intre piloi sau intre coloane se iau de aproximativ1.0 m. In jurul fiecrui

pilot secreaza o zona de indesare de grosime (0.5 ... 1.0)d unde deste diametrul pilotului (coloanei ).Pe antierele din tara, utilizarea procedeului s-a fcut cu rezultate foarte bune in special in cazul

depozitelor macroporice groase..Astfel, se executa curent, prin batere, coloane de pamant (carefolosesc drept umplutura chiar

loessul de pe amplasament), cu lungimi de 8 ... 10 m si cu lungimi de 12 ... 18 m.

Coloanele de balast seexecuta prin batere, vibroidisaresau vibroflotare, cuinstalaii AVP1(pentru lungimi mici 6....8 m)sau cu instalaiiKELLER (culungimi maximede 25 m).

mbuntirea terenului prin procedee chimice si electrice se realizeaz prin:* introducerea in masivul de pmnt a unor substane active (argila,ciment,rasini, etc.),* crearea unor diferene de potenial electric in masivul de Pamant (cu utilizarea

curentului continuu),* combinarea celor doua procedee de mai sus.Prin procedeele de acest tip se realizeaz:

- sporirea rezistenteistraturilor(mbuntirea condiii lor de fundare si a stabilitii taluzurilor),


5/9

- impermeabilizarea masivului depamant sau drenarea apelor subterane (necesara, inspecial, in cazul executrii infrastructuri lor adnci, sub nivelul apelor freatice).

Introducerea substanelor active se face prin injectare.

Prin procedeele chimice si electrice se obine o mbuntire a terenului in profunzime.Alegerea procedeului de mbuntire se face in funcie de natura terenului de fundare.Cteva dintre procedeele cele mai des ntlnite in diferite terenuri :

1. Nisipuri:

silicatizare: - injectare cu silicat de sodiu si clorura de calciu cimentizare: - injecii cu past de ciment sau cu mortar cu nisip foarte fine bituminizare: - injecii cu bitum tratare cu rasini: - injecii cu raini sintetice.

2. Loessuri:

silicatizare, tratare cu rini, ardere: - arderea combustibilului in foraje, colmatare: - injecie cu suspensie de argil

3. Argile:

uscare prin electro-osmoza: - dirijarea apei din teren surse de curent continuu,ndesare prin electro-osmoza: - dirijarea apei din teren surse de curent continuu,ntrire prin curent electric: - trecerea curentului electric continuu i injectii cu substante chimice

Procedee de fundare indirecta a cldirilor amplasate pe teren de fundare dificile.

Conceptul de fundare indirecta consta in transmiterea ncrcrilor aduse de construcie la straturileportante aflate mult sub nivelul tlpilor de fundaie (inadncime}.Fundarea indirecta se adopta pe baza unui studiu tehnico-economic, n principiu alegerea

soluiei de fundare indirecta se face in funcie de criterii legate de:* condiiile de teren:-in cazul depozitelor naturale de pamant cu compresibi-litate ridicata (in condiii naturalesau in condiii de cretere a umiditii -PSU) sicu grosime mare,-in cazul depozitelor artificialede pamant sau alte materiale (umpluturi) cu caracter omogensau mai ales neomogen si cu grosimi mari, pentru care nu se poate realiza compactareanecesara pentru fundarea directa,* caracterist ic ile construciei:- cldiri care aduc ncrcri mari pe terenul de fundare (etajemulte, deschideri mari intre

stlpi, incarcari utile mari),- cldiri cu structuri sensibile Ia tasari difereniate.

Fundatii pe piloiPiloii sunt elemente structurale pentru fundare indirecta, de tip bara dreapta, caracterizate

printr-un raport mare intre lungime (Lp) si latura seciunii (bp) sau diametrul seciunii (dp=De regula avem relaia: 15Lp/bp(Lp/dp)40

In funcie de materialul din care sunt executai, piloii se clasifica dupa cum urmeaz:*piloi din lemn,*piloi din metal,*piloi din beton simplu,


6/9

*piloi din beton armat sau precomprimat (cu utilizarea cea mai frecventa),*piloi compui.In funcie de modul de execuie pot fi:

* piloi prefabricai care se introduc interen prin:- batere,- preforare+batere,- vibrare.* piloi executai pe loc prin forare (cutuba/j pierdut sau recuperabil 5 siumplerea gurii cu betonarmat.

In funcie de modul de transmitere a ncrcrilor la teren,piloii pot fi:

* pilot purttor pe vrf,* pilot flotant (de frecare),

Capacitatea portanta a unul pilot purttor pe vrf, izolat - sarcina maxima pe care o poateprelua fara a suferi tasari mai mari dect cele admisibile pentru construcia respectiva- depinde de:* capacitatea stratului pe care se sprijin pilotul,


7/9

* dimensiunile seciunii transversale a pilotului.Capacitatea portanta a unui pilot flotant, izolat, depinde de:

* suprafaa laterala a pilotului,

* lungimea pilotului,*natura terenului in care este nfipt pilotul (coeziunea terenului ) .

In practica, piloii sunt utilizai aproape in exclusivitate, in grup. Comportarea grupului de piloieste diferita de cea a piloilor izolai. Se observa ca fundaiile pe grupuri de piloi prezinttasari maiadnci dect tasarile piloilor izolai, sub sarcina egala. Acest lucru se datoreaza faptuluica, a piloii purttori pe varf, deformatiile unui pilot din grup sunt amplificate de eforturile(deformatiile) datorite piloilor vecini.

Piloii sunt cu atat mai bine folosii, in raport cu capacitatea portanta a terenului, cu cat distantadintre ei este maimare. Din acest motiv, apare mai raionala folosirea unui numr mai redus de piloiaezai la distante 1= 4.5 ... 6d dect un numr mai mare de piloi, de dimensiuni mai mici, dar aezaila distante mai apropiate.

In cadrul grupului, piloii sunt legati la partea superioara printr-un radier. Distribuia eforturilorintre piloii unui grup depinde de rigiditatea radierului.Daca radierul este rigid si ncrcarea este centric, in raport cu grupul de piloi, sarcina care

revine unui pilot (Pi ) este:Pi =G/np

G incarcarea pe fundatia respectivanp este numarul de piloti din grup

Condiia de sigurana se verifica:a) In raport cu starea limita ultima a terenului, prin relaia:

Pi =Pcap, ter/CtPcap, ter este capacitatea care corespunde cererii terenului pe varful pilotului sau depasirii fortei

de forfecare pe suprafata laterala a pilotului,Ct este coeficientul de siguranta legat de comportarea terenului.Pentru faza de proiectare preliminar valoarea Pcap, ter se poate evalua pe baza caracteristicilor

fizico-mecanice ale stratului pe care reazem vrful piloilor.Pentru proiectarea definitiva valoarea Pcap, ter se stabilete prin ncercri in-situ.

b) In raport cu starea limita ultima a pilotului, prin relaia :Pi =Pcap, pil/Cp

Pcap, pil este vapacitatea corespunzatoare cedarii pilotului (ca element de beton armat)Cp este un coeficient de siguranta legat de materialul din care este confectionat pilotul

c) n raport cu starea ultima de deformatie, prin relatia:adm

este deplasarea verticala a radierului grupului de piloi,adm este deplasarea verticala admisibila a structurii cladirii.

In cazul in care asupra radierului se aplica forte concentrate excentrice in raport cu grupul depiloi sau momente incovoietoaxe, ncrcrile pe piloi se stabilesc folosind regulile generale deechilibru din statica construciilor (radierul este presupus simplu rezemat pe piloi).Dispunerea piloilor sub construcie se poate face in doua moduri;

1. dispunere uniforma pe ntreaga suprafaa a construciei in contact cu solul,2. dispunerea concentrat, sub principalele elemente verticale de rezistenta (stlpi sau

perei structurali)


8/9

1. Dispunerea uniforma impune executarea unui radiergeneral capabil sa asigure transmiterea eforturilor aduse de stlpi sau de perei (in poziii oarecare)pana la piloi. Aceasta dispunere este recomandabila si in cazul in care stratificatia terenului prezintun strat rigid la adncime relativ mica sub care se afla, din nou, straturi compresibile. In acestcaz,piloii incarca uniform stratul rigid care, la rndul sau, transmite ncrcri mai reduse la straturilecompresibile din adncime.

In acest mod de dispunere piloii se aseaza in rnduri paralele sau in "sah". In orice caz, seurmrete meninerea unor distante moderate intre piloi (4.5 ... 6 d). Se precizeaz ca distanta intreaxele piloilor nu poate fi mai mica dect 3d (unde "d" este diametrul sau latura pilotului).

2. Dispunerea concentrata a piloilor, sub principaleleelemente verticale de rezistenta, elimina necesitatea radierului general. Se prevd doarradiere (tlpi) locale care unesc capetele superioare ale grupului de piloi oblignd piloii saaiba deplasri practic identice.Se recomanda, in cazul terenurilor naturale foarte compresibile sau a umpluturilor, ca radierelepariale safie solidarizate , in plan orizontal,fie printr-un sistem de grinzi care formeaztriunghiuri indeformabile, fie prin placa de planseu - de la subsol sau de la parter, in cazulcldirilor far subsol.


9/9

In cazul pereilor structurali, piloii se dispun pe unul sau pe doua rnduri - eventual insah. Tlpile trebuie sa depeasc marginea pilotului cu 0.5 ... 1.0d. Cunoaterea acestei prevederieste necesara atunci cand se fundeaz pe piloi doua cldiri alturate.

Piloii coboar in acest caz pana la nivelul stratului rigid, care, in unele cazuri, se poate gasi Iaadncimi mari. Datorita acestui fapt, fora de frecare pe suprafaa laterala in straturile compresibile numai poate fi neglijata si se adaug la capacitatea portanta data de rezemarea pe vrf.

Fundaii pe coloane de mare capacitate.In cazul construciilor puternic ncrcate, cu niveluri multe si deschideri mari intre elementele

structurale verticale, forele care trebuie transmise terenului sunt foarte mari. In aceste condiii serecurge la piloi forai de diametru mare (intre 600 - 800 - 1200 mm) denumii si coloane de marecapacitate.

Aceste coloane pot suporta ncrcri de 400 - 500 de tone sau uneori chiar mai mari.Prin tehnicile de forare si betonare folosite se poate ajunge la straturi rigide aflate la mare

adncime sau pot fi strbtute umpluturi grele, din materiale eterogene.

Capetele superioare ale coloanelor pot suporta direct stlpii(prin intermediul unor cuzinei). Pentru stlpii puternic ncrcai se pot prevedea grupuri de coloane (2... 4 coloane) legate la partea superioara printr-un capitel. In zone seismice se impune realizarea unorlegaturi puternice, in plan orizontal, pentru antrenarea tuturor coloanelor

Adncimea de ptrundere a coloanelor in stratul portant este de circa 1.5 ... 2d cu excepiastraturilor stancoase unde poate fi mai mica.

Capacitatea portanta a coloanelor se stabilete prin ncercri preliminare pe amplasament.Condiiile de sigurana sunt analoage cu cele date pentru pilotii cu diametru mic.

Documents

Procedee de Imbunatatire a Terenului de Fundare Si Procedee de Fundare Indirecta a Cladirilor Amplasate Pe Terenuri de Fundare Dificile