Partea 2 - OBIECT ŞI DOMENIU DE APLICARE - Normativ 125/2010 PRIVIND FUNDAREA CONSTRUCŢIILOR PE PĂMÂNTURI SENSIBILE LA UMEZIRE, Indicativ NP 125:2010

M.Of. 158 bis

În vigoare
Versiune de la: 4 Martie 2011
PARTEA 2:
CAPITOLUL 1:OBIECT ŞI DOMENIU DE APLICARE
Prezentul normativ se bazează pe principiile SR EN 1997-1:2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate, SR EN 1997-2/2007 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate şi SR EN 1998-5/2006 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate şi cuprinde o serie de reguli de aplicare referitoare la fundarea construcţiilor pe terenuri alcătuite din pământuri a căror structură şi comportare mecanică se modifică substanţial şi ireversibil în contact cu apa, denumite generic pământuri sensibile la umezire - PSU.
Comportamentul specific al PSU poate genera degradări ale construcţiilor fundate pe acestea şi fenomene de pierdere a stabilităţii. Prin măsuri specifice se urmăreşte menţinerea siguranţei construcţiilor şi a stabilităţii masivelor de pământ.
Prevederile acestui normativ se aplică la proiectarea geotehnică, execuţia şi exploatarea tuturor construcţiilor amplasate pe PSU. De asemenea se utilizează şi în cazul lucrărilor de consolidare şi reabilitare a construcţiilor existente, a lucrărilor de susţinere, ca şi a celor de stabilizare a versanţilor instabili.
Aplicarea prevederilor prezentului normativ se va face ţinând cont de specificul lucrărilor.
CAPITOLUL 2:DOCUMENTE CONEXE ŞI DE REFERINŢĂ
Documentele conexe şi de referinţă sunt enumerate în Anexa 8.
CAPITOLUL 3:DEFINIŢII
SECŢIUNEA 1:3.1. DEFINIŢII COMUNE DOMENIULUI INGINERIEI GEOTEHNICE
Definiţiile comune sunt cele indicate în standardele SR EN 1997-1:2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate şi SR EN 1997-2:2007 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate.
SECŢIUNEA 2:3.2. DEFINIŢII SPECIFICE NORMATIVULUI
1.3.2.1. Pământuri sensibile la umezire (PSU): acestea sunt pământuri coezive macroporice nesaturate, care la contactul cu apa suferă modificări bruşte şi ireversibile ale structurii interne, reflectate prin tasări suplimentare cu caracter de prăbuşire (colaps) şi scăderi ale valorilor parametrilor geotehnici de comportament mecanic.
Din această categorie fac parte loessurile, pământurile loessoide şi alte pământuri preponderent prăfoase, cu porozitate mare, marcat neuniformă.
În ANEXA 1 sunt prezentate astfel de pământuri în funcţie de geneza lor.
2.3.2.2. Tasări suplimentare la umezire (Im): acestea sunt deformaţii verticale ale PSU manifestate odată cu creşterea umidităţii, având valori sporite faţă de cele ale pământului în stare naturală solicitat la aceeaşi stare de eforturi.
Tasările suplimentare la umezire pot apare sub greutatea proprie a stratului (Img) şi sub acţiunea încărcărilor de compresiune transmise de fundaţii (Imp).
Tasările suplimentare la umezire se pot determina pe teren şi/sau se pot calcula pe baza indicilor specifici determinaţi în laborator.
CAPITOLUL 4:NOTAŢII

Litere latine

  

B

[m]

Lăţime fundaţie

D

[%]

Fracţiune din amortizarea critică

Df

[m]

Adâncime de fundare

E

[kPa]

Modul de deformaţie liniară al terenului de fundare

Edin

[kPa]

Modul dinamic de deformaţie longitudinală a terenului de fundare

Eoed i-j

[kPa]

Modul edometric determinat pentru un interval i-j de presiuni

Eoed 200-300

[kPa]

Modul edometric determinat pentru intervalul de presiuni 200-300 kPa

H

[m]

Grosime strat PSU

Im

[m]

Tasări suplimentare prin umezire

Img

[m]

Tasare suplimentară la umezire sub greutate proprie

Imp

[m]

Tasare suplimentară la umezire sub o sarcină p

IP

[%]

Indice de plasticitate

PSU

 

Pământuri sensibile la umezire

PUCM

 

Pământuri cu umflări şi contracţii mari

Sr

[%]

Grad de umiditate

c

[kPa]

Coeziune pământ

d

[mm]

Diametru particule solide din pământ

e

 

Indice pori

e0

 

Indice iniţial al porilor

im300

[%]

Indice tasare specifică suplimentară prin umezire pentru = 300 kPa

im

[%]

Indice tasare specifică suplimentară prin umezire pentru o valoare

k

[m/s]

Coeficient de permeabilitate

n

[%]

Porozitate

pconv

[kPa]

Presiune convenţională

pnet

[kPa]

Presiune netă pe baza fundaţiei

s

[m]

Tasare totală

si

[m]

Tasare teren inundat

sn

[m]

Tasare teren natural

w

[%]

Umiditate naturală a pământului

woc

[%]

Umiditate optimă de compactare

wL

[%]

Limita superioară de plasticitate

wP

[%]

Limita inferioară de plasticitate

xk

 

Valoare caracteristică a parametrului geotehnic

xk inf

 

Valoare caracteristică inferioară a parametrului geotehnic

xk local

 

Valoare caracteristică locală a parametrului geotehnic

xk sup

 

Valoare caracteristică superioară a parametrului geotehnic

Litere greceşti

  

[o]

Unghi de frecare internă al pământului

[kN/m3]

Greutate volumică pământ în stare naturală

M

 

Coeficient parţial pentru proprietăţile pământului

d

[kN/m3]

Greutate volumică pământ în stare uscată

s

[kN/m3]

Greutate volumică schelet

sat

[kN/m3]

Greutate volumică pământ în stare saturată

nu

[kN/m3]

Coeficient Poisson

[g/cm3]

Densitate pământ în stare naturală

d

[g/cm3]

Densitate pământ în stare uscată

s

[g/cm3]

Densitate schelet

sat

[g/cm3]

Densitate pământ în stare saturată

[kPa]

Efort unitar vertical aplicat în încercarea edometrică

gz

[kPa]

Efort unitar vertical datorat greutăţii proprii a pământului la adâncimea z; sarcină geologică

z

[kPa]

Efort unitar vertical la o adâncime z

0

[kPa]

Rezistenţă structurală

CAPITOLUL 5:DATE GEOTEHNICE
SECŢIUNEA 1:5.1. RĂSPÂNDIREA PSU ÎN ROMÂNIA
Pământurile sensibile la umezire (PSU) ocupă suprafeţe importante în România (cca. 17% din teritoriu).
Ele sunt grupate în diferite zone ale României fiind considerate pământuri regionale. Se întâlnesc în Câmpia Română, Dobrogea, Podişul Moldovei, în lungul râurilor Siret, Prut şi afluenţi, local în Banat şi în zona subcarpatică.
În hărţile din ANEXA 2 se prezintă răspândirea teritorială a PSU în România, ca şi detaliat în judeţele unde aceste pământuri au o pondere însemnată: Brăila, Constanţa, Galaţi, Tulcea, Călăraşi, Ialomiţa.
Observaţie: Hărţile au caracter orientativ şi nu elimină necesitatea efectuării investigaţiilor geotehnice.
SECŢIUNEA 2:5.2. CLASIFICAREA PSU
Din punct de vedere al modului în care se tasează la umezire sub greutatea proprie a stratului (sarcina geologică) PSU se clasifică astfel:
- grupa A: pământuri care prezintă tasări suplimentare Img mai mici de 5 cm;
- grupa B: pământuri care prezintă tasări suplimentare Img egale sau mai mari de 5 cm.
SECŢIUNEA 3:5.3. CERINŢE GENERALE PRIVIND PROIECTAREA GEOTEHNICĂ PE TERENURI CONSTITUITE DIN PSU
La proiectarea geotehnică pe terenuri alcătuite din PSU se vor respecta prevederile din SR EN 1997-1:2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate, SR EN 1998-5:2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate, NP 074/2007, NP 122/2010 ca şi cele din prezentul normativ.
SUBSECŢIUNEA 1:5.3.1. Categoria geotehnică a amplasamentului
Pentru stabilirea cerinţelor proiectării geotehnice se folosesc categoriile geotehnice conform SR EN 1997-1:2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate, explicitate în NP 074-2007, cărora li se asociază riscul geotehnic.
Riscul geotehnic este definit în funcţie de factorii legaţi de teren, dintre care cei mai importanţi sunt condiţiile de teren şi apa subterană, precum şi de factorii legaţi de structura ce va fi construită şi de vecinătăţile acesteia
În cazul amplasamentelor unde în terenul de fundare se află PSU, condiţiile de teren sunt stabilite ca dificile (NP 074-2007-A.1). În funcţie de ceilalţi factori, în general pot rezulta Categoriile geotehnice 2 sau 3, cărora li se asociază riscul geotehnic moderat sau major (NP 074-2007).
Încadrarea unei lucrări într-o categorie de risc geotehnic sporit impune necesitatea realizării în condiţii de exigenţă corespunzătoare a investigării terenului de fundare şi a proiectării infrastructurii folosind modele şi metode de calcul perfecţionate pentru a se atinge un nivel de siguranţă necesar pentru rezistenţa, stabilitatea şi condiţiile normale de exploatare a construcţiei, în raport cu terenul de fundare.
SUBSECŢIUNEA 2:5.3.2. Investigarea terenului de fundare
Prin investigaţii geotehnice trebuie să se asigure cunoaşterea proprietăţilor esenţiale ale terenului de fundare cel puţin în limita zonei de influenţă a construcţiei. Zona de influenţă a construcţiei este volumul din teren în care se resimte influenţa construcţiei respective sau în care pot avea loc fenomene care să influenţeze acea construcţie.
Investigarea trebuie să pună în evidenţă cu precizie cât mai mare limitele stratului PSU, în suprafaţă şi pe adâncime.
Investigarea terenului constituit din PSU se va realiza obligatoriu prin prospectare pe teren, încercări în laborator şi, în unele situaţii, prin încercări pe teren. Este necesar să fie consultate şi utilizate, date de arhivă.
La stabilirea volumului şi tipului încercărilor se vor respecta prevederile din NP-074/2007 şi se va ţine seama şi de recomandările specifice din ANEXA 3.
SECŢIUNEA 4:5.4. CERINŢE SPECIFICE PENTRU RECUNOAŞTEREA PSU
Identificarea şi caracterizarea pământurilor sensibile la umezire se realizează conform SR EN 14688-1:2004, SR EN 14688-2:2005 Cercetări şi încercări geotehnice. Identificarea şi clasificarea pământurilor. Partea 1: Identificare şi descriere. Partea 2: Principii pentru o clasificare şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate, cu respectarea cerinţelor specifice.
Ca trăsături caracteristice ale PSU apar particularităţile structurii, texturii, micro şi macro porozitatea, compoziţiile chimico-mineralogice şi granulometrice şi anizotropia proprietăţilor.
Pentru ca un pământ să poată fi caracterizat pământ sensibil la umezire - PSU trebuie să fie cunoscute în principal următoarele caracteristici geotehnice:
compoziţia:
- granulometrică;
- chimico - mineralogică;
proprietăţi fizice:
- umiditatea;
- densităţile în stare naturală, în stare uscată, în stare saturată;
- densitatea scheletului;
- porozitatea;
- plasticitatea;
proprietăţi hidrice:
- permeabilitatea în stare naturală şi sub diferite trepte de încărcare
proprietăţi mecanice în condiţii statice şi eventual dinamice:
- compresibilitatea şi deformabilitatea în stare naturală şi în stare inundată;
- rezistenţa structurală;
- rezistenţa la forfecare în stare naturală şi în stare inundată;
La efectuarea cercetărilor geotehnice pentru identificarea şi caracterizarea PSU se va ţine seama de condiţiile speciale impuse de comportamentul specific al PSU (ANEXA 3).
Parametrii geotehnici care reflectă aceste caracteristici trebuie determinate întotdeauna în laborator şi, în anumite situaţii, pe teren - în conformitate cu prevederile NP-074/2007, SR EN 1997:2-2007 şi a reglementărilor tehnice naţionale în vigoare.
SECŢIUNEA 5:5.5. PARAMETRII GEOTEHNICI ÎN CAZUL PSU
SUBSECŢIUNEA 1:5.5.1. Compoziţia granulometrică şi caracteristicile fizice
În funcţie de compoziţia lor granulometrică şi de fracţiunile predominante, PSU se clasifică conform Tabelul 1.
Tabelul 1. Clasificarea depozitelor loessoide după compoziţia granulometrică

Tipuri litologice

Conţinut de material în procente, pe diametre (d) ale particulelor (mm)

Major

Funcţie de fracţiunea predominantă

< 0,01 mm

0,01 - 0,05 mm

0,05 - 0,1 mm

0,1 - 0,25 mm

> 0,25 mm

Loessuri (d = 0,01-0,1 mm > 60%)

Nisipoase

< 40

35 - 45

15 - 25

0 - 15

-

Prăfoase

< 30

> 45

< 15

0 - 10

-

Argiloase

> 40

> 45

< 15

0 - 15

-

Pământuri loessoide (d = 0,01 - 0,1 mm < 60%)

Nisipuri argiloase

< 30

10 - 50

10 - 50

25 - 55

> 5

Prafuri nisipoase

< 30

35 - 55

35 - 50

< 30

< 5

Prafuri argiloase

< 50

40 - 60

40 - 60

10 - 40

0 - 5

Argile prăfoase

> 50

25 - 50

25 - 50

0 - 10

0 - 5

SUBSECŢIUNEA 2:5.5.2. Densitatea
Datorită porozităţii mari, densitatea (greutatea volumică) în stare naturală a PSU, are valori mai mici comparativ cu alte pământuri, fiind de ordinul, = 1.2 - 1.8 g/cm3 ( = 12 - 18 kN/m3).
SUBSECŢIUNEA 3:5.5.3. Plasticitatea
Pentru loessuri în Tabelul 2 se prezintă corelarea compoziţiei granulometrice cu plasticitatea.
Tabelul 2. Clasificarea depozitelor loessoide după IP

Natura pământului

Indicele de plasticitate IP (%)

Conţinutul de particule argiloase în %

Loessuri nisipoase

1 < Ip < 7

3 - 10

Loessuri prăfoase

7 < IP < 17

10 - 30

Loessuri argiloase

IP > 17

> 30

SUBSECŢIUNEA 4:5.5.4. Permeabilitatea
Coeficientul de permeabilitate, k, se va determina în laborator pe probe netulburate şi/sau compactate.
Pe probe netulburate, pentru evidenţierea anizotropiei, se recomandă obţinerea în permeametru a coeficientului de permeabilitate pe direcţie verticală şi orizontală.
Prin încercări de consolidare în edometru se poate determina variaţia coeficientului de permeabilitate sub trepte diferite de încărcare.
În cazul în care pe amplasament se poate organiza un poligon experimental se recomandă şi determinarea coeficientului de permeabilitate in situ.
SUBSECŢIUNEA 5:5.5.5. Compresibilitatea
Parametrii obţinuţi prin încercări de laborator sunt:
- modulul de deformaţie edometric (Eoed i-j) pentru diferite trepte (i, j) de încărcare a pe probe în stare naturală şi inundată;
- indicii tasărilor specifice suplimentare la umezire pe diferite trepte de încărcare (im) din încercări edometrice duble;
- indicele tasării specifice la umezire pentru treapta de 300 kPa (im300) - valoare obligatorie necesară pentru identificarea PSU (din încercări edometrice-simplă cu inundare la 300 kPa sau dublă - ANEXA 3 fig. A3.1 şi A3.2).
Parametrii obţinuţi prin încercări pe teren cu placa până la o presiune de cel puţin de 300 kPa sunt:
- modulul de deformaţie liniară E în condiţii naturale şi inundate, din încărcări până la o presiune de cel puţin de 300 kPa;
- tasarea pe teren natural, sn;
- tasarea pe teren inundat, si.
SUBSECŢIUNEA 6:5.5.6. Rezistenţa structurală
Rezistenţa structurală 0 este parametrul specific PSU şi reprezintă presiunea minimă pentru care se produce fenomenul de tasare suplimentară la umezire.
Se obţine prin încercări în laborator sau pe teren (ANEXA 3).
SUBSECŢIUNEA 7:5.5.7. Rezistenţa la forfecare
Parametrii rezistenţei la forfecare sunt unghiul de frecare internă şi coeziunea c, determinaţi prin încercări de laborator pe probe în stare naturală şi inundată. Pot fi utilizate încercări de forfecare directă şi încercări de compresiune triaxială. Tipul de încercare (UU, CU, CD) se va alege în funcţie de situaţia de proiectare.
SUBSECŢIUNEA 8:5.5.8. Parametrii dinamici
Aceştia sunt:
- modulul dinamic de deformaţie transversală, G
- modulul dinamic de deformaţie longitudinală, Edin
- fracţiunea din amortizarea critică, D
- coeficientul Poisson, nu
Pot fi obţinuţi prin încercări pe teren şi/sau în laborator, pe probe în stare naturală şi inundate (în aparatul triaxial dinamic, în coloană rezonantă ş.a.).
SUBSECŢIUNEA 9:5.5.9. Lichefierea
Fenomenul de lichefiere a PSU se poate manifesta, numai în situaţia în care acestea au un gradul de saturaţie Sr > 0.8, ca urmare a pierderii temporare, parţiale sau totale a rezistenţei la forfecare a pământului sub influenţa unor solicitări dinamice.
SUBSECŢIUNEA 10:5.5.10. Valori
Valori ale principalilor indici ce reflectă caracteristicile geotehnice ale PSU, precum şi detalii specifice ale încercărilor în laborator şi pe teren, sunt prezentate în ANEXA 3.
SECŢIUNEA 6:5.6. IDENTIFICAREA ŞI ÎNCADRAREA PSU
SUBSECŢIUNEA 1:5.6.1. Identificarea
(1)5.6.1.1. Criterii referitoare la compoziţie şi proprietăţi fizice:
a)Pământuri coezive
- cu fracţiunea praf (d = 0,002 - 0,062 mm)în proporţie de 50- 80%
- aflate în stare nesaturată (Sr < 0,8)
- cu porozitate în stare naturală n > 40%
b)Indicele I = (eL - e)/(1 + e) are valori mai mici decât cele din tabelul 3, unde:
- e este indicele porilor pentru pământul în stare naturală;
- eL este indicele porilor corespunzător umidităţii la limita superioară de plasticitate wL a pământului
Tabelul 3. Indicele I în funcţie de indicele de plasticitate

Indicele de plasticitate (IP) al pământului (%)

Sub 10

10...14

14...22

Peste 22

Indicele I

0,10

0,17

0,24

0,30

(2)5.6.1.2. Criterii referitoare la comportamentul mecanic
a)Indicele tasării specifice suplimentare prin umezire sub treapta de 300 kPa (în încercarea edometrică) im300, are valoare mai mare sau egală cu 2 %:
im300 > = 2 cm/m = 2%
b)Indicii şi referitori la tasările terenului în stare naturală şi inundată (în încercarea cu placa) au valorile:
= si/sn >= 5 şi = si - sn > = 3 cm,
unde si este tasarea terenului inundat, iar sn tasarea terenului în condiţii de umiditate naturală, determinate cu placa încărcată până la presiunea de 300 kPa.
SUBSECŢIUNEA 2:5.6.2. Încadrarea unui pământ ca PSU
Pentru a caracteriza un pământ ca PSU trebuie îndeplinit cel puţin un criteriu referitor la proprietăţile fizice (pct. 5.6.1.1.) şi un criteriu referitor la comportamentul mecanic (pct. 5.6.1.2.), din cele de mai sus.
Clasificarea unui pământ în Grupa A sau B se realizează pe baza estimării tasării suplimentare la umezire sub greutate proprie, Img (ANEXA 5).
SECŢIUNEA 7:5.7. STUDIUL GEOTEHNIC
Cerinţele pentru redactarea studiului geotehnic sunt cele din NP 074/2007. Studiul geotehnic se întocmeşte utilizând datele din rapoartele geotehnice care conţin rezultatele investigaţiilor de teren şi laborator conform SR EN 1997:1-2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate şi SR EN 1997:2-2007 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate.
În aceste rapoarte este obligatoriu a fi cuprinse aspecte specifice privind:
- modul de recoltare a probelor (ştuţuri cu pereţi subţiri, monoliţi);
- încadrarea PSU pe baza încercărilor efectuate;
- orice observaţii suplimentare obţinute la încercările în laborator sau/şi in-situ care pot evidenţia în plus caracterul PSU (exemplu: culoare, existenţa macroporilor şi a unor eventuale goluri, fiabilitate etc.)
CAPITOLUL 6:PROIECTAREA GEOTEHNICĂ ÎN CAZUL PSU
SECŢIUNEA 1:6.1. ASPECTE GENERALE
Conform SR EN 1997-1:2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate, proiectarea geotehnică se poate realiza prin calcul, pe bază de măsuri prescriptive, pe baza rezultatelor unor încărcări de probă şi prin metoda observaţională.
Proiectarea geotehnică prin calcul utilizează în cadrul modelelor de calcul parametrii geotehnici în funcţie de stările limită
Valorile caracteristice ale parametrilor geotehnici, bazate pe rezultate din încercările pe teren şi în laborator, se stabilesc conform NP 122/2010. La stabilirea valorilor caracteristice trebuie ţinut cont de influenţa asupra stării limită care guvernează în proiectare.
Valorile de calcul se stabilesc pe baza valorilor caracteristice prin utilizarea coeficienţilor de parţiali.
În cazul identificării unui pământ ca PSU starea limită care guvernează întotdeauna proiectarea lucrării este cea care apare în teren şi este cauzată de saturarea acestuia prin umezire (GEO). Starea limită GEO este definită în SR EN 1997-1:2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate, drept cedarea sau deformaţia excesivă a terenului, în care rezistenţa pământurilor sau rocilor contribuie în mod semnificativ la asigurarea rezistenţei.
Proiectarea geotehnică pe bază de măsuri prescriptive, precum şi cea bazată pe metoda observaţională utilizează parametrii geotehnici numai pentru identificarea şi clasificarea stratelor de pământ din terenul de fundare.
SECŢIUNEA 2:6.2. SITUAŢII DE PROIECTARE
În cazul identificării unui pământ ca PSU, starea limită care guvernează întotdeauna proiectarea lucrării este cea care apare în teren şi este cauzată de saturarea acestuia prin umezire (GEO).
O atenţie deosebită se va acorda la estimarea zonei de teren care determina în principal, comportarea structurii geotehnice.
Pot fi avute în vedere următoarele situaţii de proiectare:
1.Fundare pe terenul alcătuit din PSU, fără să se prevadă măsuri speciale pentru desensibilizarea sa:
- stările limită apar simultan în teren şi structură, cu diferenţieri în funcţie de gradul de rigiditate a structurii;
- se va considera ipoteza cea mai defavorabilă, a umezirii întregului pachet PSU;
- va fi avută în vedere şi cedarea prin poansonare;
- se va examina oportunitatea prevederii de măsuri constructive în vederea adaptării structurii pentru preluarea deformaţiilor prognozate ale terenului.
2.Fundare pe terenul alcătuit din PSU cu luarea de măsuri pentru desensibilizare sau pe un strat de adâncime insensibil la umezire, prin depăşirea PSU:
- stările limită pot apare separat în teren şi structură.
3.În cazurile referitoare la stabilitatea la alunecare a pantelor din PSU se consideră situaţia 1 de proiectare, dacă nu sunt prevăzute măsuri specifice.
4.Dacă un teren cunoscut ca fiind constituit din PSU a fost în timp inundat pe toată grosimea stratului sensibil, acesta nu mai intră în categoria PSU şi proiectarea geotehnică se va realiza conform caracteristicilor sale geotehnice rezultate din investigaţia geotehnică.
SECŢIUNEA 3:6.3. STABILIREA VALORILOR CARACTERISTICE ALE PARAMETRILOR GEOTEHNICI
(1)6.3.1. Parametrii geotehnici care pot fi utilizaţi în proiectarea geotehnică prin calcul pentru terenul alcătuit din PSU sunt:
- porozitatea (n), umiditatea (w), gradul de saturaţie (Sr), greutăţile volumice (, s, d, sat, ');
- coeficientul de permeabilitate (k);
- rezistenţa structurală (0); modul de determinare a valorilor 0 va fi ales în concordanţă cu tipul fundaţiei (ANEXA 3);
- modulii de deformaţie (E) în stare naturală şi inundată;
- tasările suplimentare la umezire (Im);
- parametrii rezistenţei la forfecare (, c) în stare naturală şi inundată.
În alegerea valorii caracteristice a acestor parametri se va face o estimare prudentă cu luarea în considerare a prevederilor din SR EN 1997:1-2004, şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate.
În cazul terenurilor alcătuite din PSU este obligatoriu ca valorile caracteristice să se bazeze pe încercări în laborator şi, când este posibil, pe încercări in situ.
Valorile întabelate pentru diferiţi parametri geotehnici prezentate în ANEXA 3 au un caracter orientativ şi pot fi utilizate numai în calcule preliminare sau în cadrul proiectării geotehnice prescriptive.
(2)6.3.2. În cazul în care terenul alcătuit din PSU se propune a fi desensibilizat, în proiectare vor fi avuţi în vedere noii parametrii ai PSU obţinuţi prin încercări.
SECŢIUNEA 4:6.4. STABILIREA VALORILOR DE CALCUL ALE PARAMETRILOR GEOTEHNICI
Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici se stabilesc conform prevederilor SR EN 1997:1-2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate şi NP 122/2010.
Coeficienţii parţiali (M) pentru stabilirea valorilor de calcul sunt cei din Anexa A - SR EN 1997:1-2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate.
Vor fi utilizate şi valori caracteristice minime (xKinf), maxime (xK sup) sau locale (xK loc) ale parametrilor geotehnici, conform 6.6.1.1.
SECŢIUNEA 5:6.5. SOLUŢII DE FUNDARE PE TERENURI ALCĂTUITE DIN PSU
1.La amplasarea construcţiilor pe terenuri constituite din PSU se va ţine seama de caracteristicile terenului şi se va decide asupra soluţiilor de fundare, în funcţie de tipul structurii, de nivelul de risc acceptat şi de costuri.
2.Din punct de vedere al modului de fundare pe terenuri constituite din PSU se pot analiza următoarele soluţii:
a)Fundarea directă
- pe teren în stare naturală, cu estimarea tasărilor totale incluzând tasările suplimentare la umezire şi compararea acestora cu tasările admisibile pentru structură;
- pe terenul la care se elimină sensibilitatea la umezire pe toată zona din teren care determină în principal comportarea construcţiei;
- pe terenul la care se elimină sensibilitatea la umezire şi totodată se iau măsuri pentru micşorarea sensibilităţii construcţiilor la deformarea terenului;
b)Fundarea indirectă
- prin sisteme de fundare care să depăşească stratul de PSU şi să pătrundă într-un strat insensibil la umezire aflat în adâncime.
SECŢIUNEA 6:6.6. PROIECTAREA GEOTEHNICĂ A SISTEMELOR DE FUNDARE PE PSU
SUBSECŢIUNEA 1:6.6.1. Proiectarea geotehnică prin calcul
Proiectarea finală a unei structuri geotehnice se va realiza prin calcul.
(1)6.6.1.1. Aspecte specifice
La proiectarea soluţiilor de fundare pe PSU se vor respecta prevederile din SR EN 1997-1:2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate, cele din NP-112/2006 în cazul fundării directe şi respectiv din NP 123/2010 în cazul fundării indirecte, astfel:
- în cadrul verificării la starea limită de exploatare normală, tasările diferenţiate ale fundaţiilor vor fi limitate pentru a nu conduce la o stare limită în structură;
- se va lua în considerare compatibilitatea deformaţiilor la starea limită ultimă, în cazul în care se poate produce cedarea combinată a elementelor structurii şi a terenului ţinând seama de rigiditatea relativă a structurii şi terenului;
- în cadrul stărilor limită ultime, starea limită GEO este critică pentru determinarea dimensiunilor elementelor structurale din fundaţii şi pentru rezistenţa elementelor de structură;
în cadrul acestor stări limită se vor avea în vedere, unde este cazul, cerinţele pentru menţinerea funcţionării utilajelor;
- la alegerea valorilor caracteristice ale parametrilor geotehnici se vor judeca în paralel extinderea zonei din teren care determină în principal comportarea structurii geotehnice şi capacitatea structurii de a transfera încărcările de la zonele slabe către cele mai rezistente din teren; în cazul PSU este justificată utilizarea după caz, a unor valori caracteristice inferioare, xkinf (ex. modulii de deformaţie E, parametrii rezistenţei la forfecare (, c) sau superioare, xk sup (ex. im300); în cazul structurilor fără capacitate de distribuire a solicitărilor se recomandă a se folosi valori caracteristice locale (xk loc) ale parametrilor geotehnici;
- la alegerea acţiunilor geotehnice, funcţie de destinaţia şi durata construcţiei, vor fi considerate cele datorate umezirii (saturării) terenului ţinând cont de:
sursele de umezire şi tipul acestora (locale, generale);
sensul umezirii care poate fi gravitaţional sau generat de ridicarea nivelului apei subterane;
viteza şi sensul de curgere al apei subterane, care poate avea alternativ direcţii diferite (canale de irigaţii, maluri);
diminuarea caracteristicilor terenului în zona de variaţie a nivelului apei unde se produce o înmuiere sau/şi eroziuni, fiind posibil ca terenul situat deasupra să rămână în "consolă", ceea ce favorizează prăbuşirea acestuia (maluri adiacente unui curs şi/sau acumulări de apă);
- în cazul utilizării soluţiilor de fundare pe piloţi care pătrund într-un strat insensibil la umezire situat sub stratul PSU, dacă este posibilă umezirea şi tasarea suplimentară sub greutate proprie a stratului PSU, se va considera frecarea negativă pe piloţi conform prevederilor din NP 123/2010.
(2)6.6.1.2. Calculul terenului de fundare
1.6.6.1.2.1. Evaluarea zonelor deformabile
Cunoscându-se rezistenţa structurală 0 se pot defini zonele din teren în cuprinsul cărora se produc deformaţii ca urmare a prăbuşirii structurii pământului prin umezire, numite zone deformabile.
Astfel, zona deformabilă superioară se extinde până la adâncimea la care efortul unitar vertical (), datorat atât încărcării date de fundaţie (z) cât şi greutăţii proprii a pământului (gz), este mai mare şi devine egal cu 0 (Fig. 1).
Fig. 1. Zone caracteristice în terenul de fundare alcătuit din pământuri sensibile la umezire: I - zonă deformabilă superioară; II - zonă inertă; III - zonă deformabilă inferioară; 1 - diagrama variaţiei cu adâncimea a efortului gz; 2 - diagrama variaţiei cu adâncimea a efortului z
Pe de altă parte, în cazul unei anumite grosimi a stratului sensibil la umezire, se pot produce tasări suplimentare şi pe seama unei zone aflate la baza stratului, denumită zonă deformabilă inferioară, în cuprinsul căreia sarcina geologică (gz) este suficient de mare pentru ca efortul unitar vertical total () să fie, de asemenea, mai mare ca 0. În cazul ilustrat în figura 1, între cele două zone deformabile se interpune o zonă inertă, denumită astfel, întrucât în această zonă efortul unitar vertical total () este mai mic decât 0 şi, ca atare, nu se produc tasări prin umezire.
În funcţie de lăţimea B a fundaţiei, de mărimea presiunii nete pnet pe talpa fundaţiei, de grosimea H a stratului sensibil la umezire şi de valoarea rezistenţei structurale 0 pot apărea şi alte situaţii (Fig. 2a...e).
Fig. 2. Situaţii caracteristice pentru terenul de fundare alcătuit din pământuri sensibile la umezire: I - zonă deformabilă superioară; II - zonă inertă; III - zonă deformabilă inferioară; 1 - diagrama variaţiei cu adâncimea a efortului gz; 2 - diagrama variaţiei cu adâncimea a efortului z
2.6.6.1.2.2. Calculul terenului la starea limită de exploatare normală
La evaluarea tasărilor probabile se vor lua în considerare tasările suplimentare prin umezire sub sarcina geologică (Img) şi sub presiuni exterioare (Imp) în funcţie de grupa pământului (A sau B) şi măsurile de desensibilizare la umezire prevăzute.
În ANEXA 5 este prezentat un model de calcul.
Pentru stabilirea valorilor admisibile ale deformaţiilor structurale şi ale deplasărilor fundaţiilor se vor avea în vedere prevederile din NP 112/2004 şi cele din Anexa H - SR EN 1997-1:2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate.
3.6.6.1.2.3. Calculul terenului la starea limită ultimă
Pentru calculul capacităţii portante se vor introduce valorile parametrilor rezistentei la forfecare şi c conform situaţiilor de proiectare 1 şi 2 (Cap. 6.2). Se pot utiliza diferite formule conform NP 112/2004 şi Anexa D-SR EN 1997-1:2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate.
SUBSECŢIUNEA 2:6.6.2. Proiectarea pe bază de măsuri prescriptive
Proiectarea pe bază de măsuri prescriptive în cazul PSU se poate utiliza pentru calcule preliminare.
Predimensionarea fundaţiilor directe amplasate pe PSU se poate realiza conform prevederilor NP-112/2004, pe baza presiunilor convenţionale de calcul pconv, considerate ca presiuni acceptabile, utilizând valorile pconv din tabelul 1 - ANEXA 4.
La predimensionare se vor avea în vedere şi aspectele constructive recomandate în ANEXA 4.
SUBSECŢIUNEA 3:6.6.3. Utilizarea rezultatelor încărcărilor de probă în proiectare
În vederea obţinerii unor rezultate care se vor folosi în proiectarea prin calcul, se pot realiza încărcări de probă prin umezire sau inundare (ANEXA 3). Acestea se vor executa numai în poligoane experimentale situate în afara perimetrului construibil şi fără a-l afecta. În caz contrar nu se vor efectua încercări cu utilizarea apei.
Pentru amplasamentele la care există date de arhivă din rezultate experimentale, acestea se pot utiliza pentru situaţii similare.
SUBSECŢIUNEA 4:6.6.4. Proiectarea prin metoda observaţională
Această metodă este aplicabilă în situaţia în care se consideră că prognozarea comportării construcţiei şi sistemului de fundare al acesteia nu poate fi realizată cu suficientă precizie în faza de proiectare.
Poate fi de asemenea folosită în cazul proiectării unor lucrări de intervenţii pe construcţii existente fundate pe PSU.
Utilizarea metodei observaţionale presupune stabilirea şi pregătirea unor date ce trebuie respectate şi controlate pe parcursul execuţiei, referitoare la:
- domeniul admisibil de comportare al construcţiei şi limitarea acestuia în funcţie de tipul structurii;
- monitorizarea pe etape a lucrărilor cu prevederea măsurilor de intervenţie în cazul depăşirii domeniului admisibil;
- evaluarea pe etape a rezultatelor monitorizării;
- aplicarea măsurilor de intervenţie dacă este cazul.
SUBSECŢIUNEA 5:6.6.5. Raportul de proiectare geotehnică
În raportul de proiectare geotehnică, care constituie un capitol distinct al memoriului tehnic al proiectului, se vor respecta prevederile generale din SR EN 1997:1-2004 şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate şi se va include în mod obligatoriu programul de supraveghere şi de monitorizare atât pentru perioada de execuţie a lucrărilor cât şi pentru perioada de exploatare a construcţiilor, ţinând seama de aspectele specifice PSU şi de reglementările tehnice, în vigoare, privind urmărirea comportării în timp a construcţiilor.
Pentru măsurarea tasărilor se vor avea în vedere prevederile STAS 2745/90.
CAPITOLUL 7:MĂSURI CONSTRUCTIVE ÎN CAZUL FUNDĂRII PE PSU
SECŢIUNEA 1:7.1. MĂSURI PENTRU PREVENIREA UMEZIRII TERENULUI DE FUNDARE
Indiferent de grupa de teren PSU care există într-un amplasament, atât în perioada de execuţie cât şi în timpul exploatării construcţiilor, se vor adopta obligatoriu măsuri specifice pentru protejarea terenului contra umezirii, astfel:
- Sistematizarea verticală şi în plan a amplasamentului pentru asigurarea colectării şi evacuării rapide către un emisar a apelor din precipitaţii, prin prevederea unor pante de minimum 2 %; se va realiza iniţial sistematizarea necesară pentru lucrările de execuţie, urmând ca celelalte lucrări de sistematizare să se termine odată cu punerea în funcţiune a obiectivului; în cazul platformelor de construcţii pe terenuri cu pante mai mari de 1:5, se vor prevedea măsuri de protecţie împotriva apelor care se scurg de pe versanţi, prin şanţuri de gardă a căror secţiune să asigure scurgerea debitului maxim al apelor meteorice; platformele de construcţie situate pe versanţi se vor nivela în terase cu pante de maximum 1:1, care se vor proteja prin diferite soluţii tehnologice (brazde, înierbare, îmbrăcăminţi din materiale locale, geosintetice etc.).
- Colectarea şi evacuarea rapidă a apei din precipitaţii pe toată durata execuţiei săpăturilor prin amenajări adecvate (pante, puţuri, instalaţii de pompare etc.); în situaţia în care la cota de fundare se constată existenţa unui strat de pământ afectat de precipitaţii, acesta va fi îndepărtat imediat înainte de turnarea betonului.
- Evitarea stagnării apelor în jurul construcţiilor, atât în perioada execuţiei cât şi pe toată durata exploatării, prin soluţii constructive adecvate (trotuare, compactarea terenului în jurul construcţiilor, execuţia de strate etanşe din argilă, pante corespunzătoare, rigole, cavalieri etc.).
- Evitarea perturbării echilibrului hidrogeologic fără a realiza lucrări care pot bara căile naturale de scurgerea a apei către emisarii naturali şi artificiali în funcţiune conducând la ridicarea nivelului apei subterane; nu vor fi străpunse orizonturi impermeabile aflate deasupra pânzei freatice.
- Protecţia reţelelor purtătoare de apă sau rezervoare, in caz de necesitate, prin prevederea unor soluţii de impermeabilizare a terenului.
- Evitarea pierderilor de apă din reţelele edilitare şi instalaţii prin alegerea soluţiilor adecvate din cele prezentate în ANEXA 7.
- Execuţia excavaţiilor pe porţiuni cu protejarea imediată a acestora.
- Execuţia umpluturilor în jurul fundaţiilor şi pereţilor subsolurilor pe măsură ce acestea sunt realizate.
SECŢIUNEA 2:7.2. MĂSURI CONSTRUCTIVE LA ALEGEREA SOLUŢIILOR DE FUNDARE PE PSU
În conformitate cu situaţiile de proiectare definite la pct. 6.2, în cazul fundării pe PSU este necesară adoptarea unui complex de măsuri constructive pentru terenul de fundare şi/sau construcţie.
SUBSECŢIUNEA 1:7.2.1. Măsuri pentru terenul de fundare
(1)7.2.1.1. Prevenirea umezirii terenului (conform pct. 7.1).
(2)7.2.1.2. Îmbunătăţirea terenului prin diferite tehnologii urmărind formarea unei noi structuri interne pentru întregul strat (desensibilizare la umezire).
La alegea soluţiilor se vor respecta reglementările tehnice, în vigoare, privind îmbunătăţirea terenurilor de fundare slabe prin procedee mecanice şi se va ţine seama de prevederile secţiunii 5 din SR EN 1997-1:2004, şi după caz, cu eratele, amendamentele şi anexele naţionale asociate.
Pot fi avute în vedere:
- compactarea intensivă;
- injectarea prin silicatizare;
- tratarea termică;
coloane de îndesare având corpul realizat din beton simplu sau materiale locale compactate; la stabilirea materialului ce va fi utilizat în coloană se va ţine seama de modul în care este influenţată permeabilitatea stratului astfel îmbunătăţit, corelat cu litologia specifică şi măsurile referitoare la prezenţa apei; se interzice alcătuirea coloanelor din material granular permeabil;
La partea superioară, terenul îmbunătăţit va fi închis (uniformizat şi protejat) printr-un strat practic impermeabil.
Pentru aplicarea unei soluţii se recomandă organizarea unui poligon experimental, înainte de a se trece la execuţia lucrărilor.
(3)7.2.1.3. Realizarea unei perne din material compactat controlat, pe stratul de PSU, eventual prin excavarea parţială a acestuia.
Vor fi evaluate tasările suplimentare la umezire ale PSU rămas neconsolidat, a căror probabilitate de apariţie se va estima în funcţie de toate celelalte măsuri prevăzute pentru evitarea umezirii.
Se interzice alcătuirea pernei din material granular permeabil.
Perna trebuie dimensionată şi verificată pentru a asigura:
- o bună compactare a materialului;
- un modul de deformaţie în corpul său care să conducă la deformaţii compatibile cu structura;
- o permeabilitate cât mai redusă (practic impermeabilă);
- o presiune la bază care să fie în concordanţă cu caracteristicile geotehnice ale terenului aflat sub pernă.
(4)7.2.1.4. Înlocuirea completă a stratului de PSU prin excavare şi umplere controlată cu un material adecvat solicitărilor şi caracteristicilor geotehnice ale stratului de bază insensibil la umezire.
(5)7.2.1.5. Consumarea tasărilor suplimentare ale PSU prin:
- umezire dirijată;
- inundare sub încărcare suplimentară;
- explozii de adâncime.
(6)7.2.1.6. Adoptarea unor sisteme de fundaţii (piloţi, barete etc.) care să depăşească stratul de PSU şi să pătrundă într-un strat insensibil la umezire.
Aceste sisteme se vor utiliza atunci când deformaţiile admisibile atât pentru structură cât şi pentru funcţionarea utilajelor tehnologice nu pot fi respectate doar prin adoptarea măsurilor prevăzute mai sus.
SUBSECŢIUNEA 2:7.2.2. Măsuri referitoare la construcţii fundate direct
(1)La fundarea directă pe terenuri constituite din PSU structura de rezistenţă a construcţiei trebuie să se poată adapta unor tasări neuniforme.
În acest sens se recomandă:
1.7.2.2.1. La structuri multietajate în cadre evitarea fundaţiilor izolate şi utilizarea de preferinţă a fundaţiilor continui (grinzi încrucişate şi radiere).
2.7.2.2.2. Micşorarea sensibilităţii construcţiilor la deformaţiile terenului sporindu-le rezistenţa şi rigiditatea spaţială prin utilizarea centurilor armate, separarea în tronsoane de lungime limitată prin rosturi de tasare, întărirea şi rigidizarea infrastructurii (subsol-fundaţii), alegerea unor forme în plan a construcţiilor cât mai simple; lungimea tronsoanelor se va stabili prin calcul în funcţie de caracteristicile terenului de fundare şi structura de rezistenţă a construcţiei (ANEXA 6).
SUBSECŢIUNEA 3:7.2.3. Criterii pentru alegerea şi gruparea măsurilor de limitare a mărimii tasărilor suplimentare prin umezire
(1)Măsurile se adoptă în funcţie de următoarele criterii:
- clasa de importanţă, caracterul şi destinaţia construcţiilor, natura proceselor tehnologice pe are le adăpostesc;
- sensibilitatea la umezire a pământului, exprimată prin grupa în care se încadrează terenul de fundare (A sau B) şi prin mărimea tasărilor probabile prin umezire;
- gradul de seismicitate al regiunii în care este amplasată construcţia;
- costul lucrărilor iniţiale;
- costul lucrărilor de întreţinere.
(2)De regulă pot fi întâlnite două situaţii:
1.Terenul de fundare se încadrează în grupa A de PSU (Fig. 3, a). Cu linie punctată s-a marcat izobara rezistenţei structurale care delimitează zona deformabilă superioară.
Pe lângă măsurile de protejare a terenului împotriva infiltraţiilor de apă (vezi pct. 7.1.), se analizează, aplicând metodele de la punctul 7.2., eliminarea sensibilităţii la umezire a stratului pe o parte din zona deformabilă (Fig. 3, b) sau pe întreaga grosime a zonei deformabile (Fig. 3, c).
Fig. 3. Variante de fundare pe un teren din grupa A
2.Terenul de fundare se încadrează în grupa B de PSU (Fig. 4, a); zona deformabilă superioară I coexistă cu zona deformabilă inferioară III şi cu zona inertă II.
Se analizează soluţii de eliminare a sensibilităţii la umezire de tipul celor pentru PSU grupa A, până la limita zonei deformabile superioare (Fig. 4, b).
Dacă aceste măsuri nu oferă garanţii că tasările care pot apare pe seama zonei deformabile inferioare pot fi menţinute în limite acceptabile pentru structura de rezistenţă şi pentru condiţiile unei exploatări normale, se recurge la străpungerea stratului sensibil la umezire printr-o fundaţie de adâncime (Fig. 4, c).
Fig. 4. Variante de fundare pe un teren din grupa B
Criteriul de bază pentru alegerea unei variante, indiferent de grupa de PSU, îl constituie mărimea tasării totale probabile.
Măsurile de mai sus se vor asocia cu cele referitoare la construcţii (vezi pct. 7.2.2.).
SECŢIUNEA 3:7.3. VERIFICAREA LUCRĂRILOR DE CONSTRUCŢII AMPLASATE PE PSU
Verificarea lucrărilor pe parcursul execuţiei şi recepţionarea lor se va face în conformitate cu prevederile prescripţiilor tehnice specifice diferitelor categorii de lucrări şi cu reglementările legale în vigoare, cu următoarele precizări:
a)Nu este admisă atacarea unei noi faze de execuţie fără efectuarea verificărilor fazei anterioare, atât pentru lucrările ce devin ascunse cât şi pentru lucrările de a căror calitate depinde protecţia împotriva infiltrării apei în pământ, în fazele de execuţie sau etapele următoare.
b)La recepţia de terminare a lucrărilor se va verifica şi consemna în mod expres în procesele verbale de recepţie, modul în care au fost respectate toate măsurile prevăzute pentru prevenirea degradărilor datorate umezirii terenului de fundare. Eventualele defecţiuni de natură a conduce la umezirea terenului nu pot fi încadrate în categoria deficienţelor admise pentru a fi remediate ulterior; în asemenea cazuri, recepţiile vor fi amânate până la efectuarea remedierilor.
c)La recepţia definitivă a obiectivului, se va verifica comportarea obiectelor independente recepţionate anterior, precum şi comportarea de ansamblu a întregului complex, dând atenţie specială bunei funcţionări a instalaţiilor şi reţelelor purtătoare de apă, sistematizării verticale a teritoriului precum şi măsurilor luate prin proiectare şi execuţie, în vederea evitării umezirii terenului de fundare.
Toate actele privind verificările pe faze de execuţie, inclusiv buletinele de laborator, diagrame, schiţe, se vor păstra de către beneficiar şi se vor prezenta la recepţie, după care se vor anexa la cartea tehnică a construcţiei.
CAPITOLUL 8:EXPLOATAREA, ÎNTREŢINEREA ŞI MONITORIZAREA CONSTRUCŢIILOR ŞI INSTALAŢIILOR AMPLASATE PE PSU
Beneficiarii care exploatează sau folosesc construcţii şi instalaţii amplasate pe PSU vor lua măsurile necesare ca urmărirea, exploatarea şi întreţinerea construcţiilor, instalaţiilor şi amenajărilor din interiorul incintelor respective să se facă potrivit prevederilor proiectului şi normelor în vigoare referitoare la întreţinerea, repararea şi urmărirea comportării construcţiilor.
Construcţiile fundate pe terenuri PSU vor fi monitorizate obligatoriu conform programului de supraveghere şi de monitorizare (vezi pct. 6.6.5).
Toate datele privitoare la defecţiunile constatate şi la operaţiile de remediere sau reparare executate se vor trece în cartea tehnică a construcţiei.
La elaborarea documentaţiei economice a investiţiei se vor avea în vedere toate cheltuielile necesitate de aplicarea prevederilor prezentului normativ, inclusiv cele pentru executarea lucrărilor legate de urmărirea comportării în timp a construcţiilor şi terenului.