CAPITOLUL 1.1.1.- Motivarea amplasrii construciilor pe terenuri dificile de fundareNumrul de amplasamente cu teren de fundare avnd caracteristici geotehnice avatajoase, este tot mai redus i la noi n ar. Aceast situaie, combint cu obligaia de a realiza obiectivele n zone determinate de necesiti prioritare, altele dect cele obinuite i confruntat cu volumul sporit i aria mare de distribuie a lucrrilor pe teritoriu, ridic de multe ori problema folosirii unor terenuri care prezint condiii grele de fundare. Natura geologic variat a subsolului rii noastre, diversitatea formelor de relief face ca pe un spaiu relativ restrns s se ntlneasc o gam variat de pmnturi cu prorieti fizice i mecanice foarte diferite i n consecin cu comportri diferite sub ncrcare, de la mluri recente aluvionare neconsolidate la argile supraconsolidate, de la argile stabile la argile cu contracii i umflri mari, de la nisipuri uor antrenabile la loess care este rspndit pe o mare suprafa a rii noastre. n condiii concrete de fundare, specialitii au obligaia de a studia toate aspectele pentru a da o rezolvare bun din punct de vedere tehnic i economic. n foarte multe cazuri, mbuntirea artificial a terenului prin diferite metode poate oferi soluii mai avantajoase din punct de vedere economic dect unele sisteme grele de fundare n condiiile terenului natural. Un studiu corect al deformaiilor terenului de fundare i a eforturilor care apar n structura construciei, cu alte cuvinte analiza conlucrrii dintre terenul de fundaie i construcie, poate oferi de asemenea de multe ori soluii avantajoase. Admind tasri mai mari i rezolvnd structura n aa fel nct s fie capabil s le preia, se pot gsi de multe ori soluii mai economice dect cele clasice [105].Terenurile slabe sau dificile de fundare sunt considerate cele puternic compresibile, cu rezisten la forfecare redus, cu un grad de umiditate ridicat sau sensibile la umiditate, dintre care se menioneaz argilele i prafurile slab consolidate, mlurile, nisipurile fine n stare afnat, loessurile, terenurile alunectoare, cele contractile etc.Pmnturile slabe sau dificile sunt considerate n general pmnturile argiloase cu un grad de umiditate mare ( peste 0,8 ), cu un modul de deformaie mai mic de 50 daN/cm2, precum i pmnturile prfoase, mlurile neconsolidate, loessurile, nisipurile fine n stare afnat sau argilele cu consisten redus ( plastic curgtoare ), terenurile alunectoare, contractile, agresive etc [105].n prezent constructorii folosesc asemenea terenuri care cu ani n urm erau considerate de geologi i geotehnicieni ca fiind neutilizabile pentru amplasarea construciilor.Caracterizarea din punct de vedere a pmnturilor dificile prezint dificulti, deoarece la aceste pmnturi nu se pot aplica totdeauna i n toate cazurile principiile mecanicii pmnturilor. De menionat c proprietile acestor pmnturi se modific considerabil sub ncrcri, ca urmare a unor redistribuiri de eforturi, a schimbrii deformaiilor, ca i aciunii unor factori externi care pot determina modificri structurale, cum ar fi: solicitrile dinamice, umiditatea, ngheul, circulaia apei, anumite reacii chimice etc.Pentru amplasarea construciilor pe asemenea terenuri trebuie cutate permanent soluii care s satisfac din punct de vedere tehnic i la costuri ct mai reduse.Realizarea acestui deziderat este de foarte mare importan,deoarece n cazul terenurilor dificile de fundare se utilizeaz frecvent soluii de fundare indirect ( piloi, chesoane, coloane). Cum procedeele de fundare indirect rezolv n general problema fundrii pe terenuri dificile, ns cu un consum ridicat de materiale i la costuri ridicate, s-a recurs la gsirea unor metode care s duc la mbuntirea terenurilor dificile, s le ridice rezistenele mecanice, s le amelioreze proprietile geotehnice, fcndu-le bune pentru fundarea direct. Utilizarea amplasamentelor neglijate pn n prezent pentru realizarea de construcii impune o proiectare i execuie ct mai economic, viabil i susinut. Datorit compresibilitii ridicate, tipul convenional al fundaiilor de suprafa folosit des pentru construcii nu poate fi susinut de terenul de fundare slab. Aceste zone au nevoie de intervenii pentru mbuntirea caracteristicilor fizico - mecanice pentru a permite fundarea direct. Deficienele care pot apare la contactul teren-infrastructur n timpul execuiei i exploatrii construciilor, datorate comportamentului specific al terenului, sunt multiple. Aceste deficiene i cauzele lor pot fi clar individualizate astfel:

Deficiene datorate terenului sensibil la umezireSunt de punctat cteva dintre caracteristicile comportrii acestor pmnturi: creterea umiditii determin scderea rezistenei i mrirea deformabilitii lor (inclusiv prbuiri la imersarea pmntului puin umed) se dezagreg n contact cu apa i sunt intens erodate de ctre curenii de ap sunt vulnerabile la agresivitate chimic, levigabile de ctre acizi, sensibile la atacul bazelor concentrate, care pot dezagrega mineralele argiloase, dnd natere la noi compui, unii cu efect de cimentare, alii cu tendin de umflare. Aceste caracteristici se reflect n numeroase deficiene, constatate la construcii pe terenuri sensibile la umezire (tasri mari i neuniforme, fisurarea structurilor etc). Ele sunt activate, ntre altele, prin: schimbri n regimul apelor subterane (ridicri zonale de nivel, umeziri i inundri locale, ca urmare a deficienelor reelelor edilitare ngropate, creterea umiditii sub construcii prin schimbarea regimului de aeraie, ca urmare a prezenei construciei platformelor betonate etc) schimbri n construcie, ndeosebi introducerea unor consumuri mult mrite de ap sau ncrcarea suplimentar a fundaiilor prin redistribuirea eforturilor n structur nerespectarea unor msuri specifice pentru aezarea construciilor pe astfel de pmnturi, la proiectarea i executarea lor poluarea terenului i apei subterane cu substane agresive sau prin schimbri profunde ale regimului termic [105].Degradarea construciilor aezate pe terenuri sensibile la umezire poate fi provocat att de cauze localizate n zona contactului teren-infrastructur, ct i n afara lui.Dintre cauzele localizate la contactul dintre fundaie i terenul de fundare sunt de menionat:a. cedarea plastic a terenului, manifestat prin poansonarea fundaiilor n pmnt, ptrunderea poate avansa timp ndelungat, cu perioada de stagnare, apoi de reluare, mai ales, funcie de variaiile de umiditate ale pmntului n zona de contact teren-fundaie.Ptrunderea fundaiilor n teren este frecvent pus n eviden prin boltirea pardoselilor aezate direct pe teren, prin ruperi ale pereilor despritori aezai direct pe pardoseli. De menionat c, ptrunderea fundaiilor n astfel de pmnturi nu este nsoit de formarea de valuri laterale de refulare, deoarece volumul echivalent mpingerii este compensat prin deformarea perimetral a pmntului. Boltirea pardoselilor nu este efectul refulrii pmntului de sub fundaie, ci antrenrii perimetrale a pardoselii de ctre fundaie n procesul de mpingere.b. formarea de goluri la contactul fundaie- teren. Ele pot fi provocate: de erodarea local a pmntului de sub talpa fundaiei de tasarea terenului provocat de alte cauze dect de ncrcarea nemijlocit pe fundaia respectiv. Un astfel de caz l constituie tasarea de adncime a terenului sub sarcina geologic (de ex. cnd avanseaz un front de umezire de adncime spre amplasamentul construciei sau cnd se produce o inundare intens local, sub un col al construciei).c. frecarea negativ exercitat la contactul teren-infrastructur sub efectul tasrii terenului perimetral, de exemplu ca urmare a umezirii pmntului i deformrii lui sub sarcina geologicDeficiene datorate prezenei pmnturilor cu umflri i contracii mari n zone de contact teren- infrastructurSunt de amintit caracteristicile de comportare ale acestor categorii de pmnturi: contracii considerabile, cu o fragmentare i fisurare avansat prin pierderea umiditii considerabila capacitate de absorbie a apei, avnd drept urmare umflri mari cnd deformarea este liber, presiuni mari cnd este mpiedicat comportarea ca un mediu foarte activ adsorbant n contact cu alte medii, deci cednd sau adsorbind apa din mediile cu care sunt n contact, dup cum ele au o capacitate adsorbant mai mare sau mai mic.n cazurile cnd astfel de pmnturi se gsesc la suprafa sau la mic adncime, ndeosebi n zona de aeraie, ele afecteaz construciile aezate pe ele prin variaiile de volum, de umflare sau contracie, generatoare de ample i neuniforme deformaii.Astfel de situaii sunt bine cunoscute n ara noastr, fiindc au fcut obiectul unor studii ample. Nu trebuie ns pierdut din vedere c pmnturi capabile de contracii i umflri mari se ntlnesc i n adncime. Creterea temperaturii sau, invers, afluxul de ap vor provoca i la adncime fenomene acute de contracie sau presiuni sau umflri importante.Deficiene datorate argilelor moi Argila moale poate fi expulzat de sub fundaii i apar refulri odat cu depirea portanei acesteia. Construcia sufer tasri neuniforme i nclinri.Deficiene datorate pmnturilor afuiabilePmnturile susceptibile la lichefiere sunt acele pmnturi care, submersate i supuse unor aciuni dinamice (seisme, explozii, etc.), i pierd capacitatea de a suporta sarcini, ca urmare a creterii presiunii apei din pori, ce are drept consecin anularea frecrii dintre granulele pmntului, i prin urmare scderea brusc a rezistenei la forfecare, chiar cu transformarea acestuia ntr-o mas fluid.

1.2.- Rezolvarea problemelor legate de proiectarea i execuia construciilor pe terenuri dificile de fundareCaracterul dificil al anumitor terenuri de fundare influieneaz proiectarea i execuia tuturor tipurilor de construcii.Dac n cazul proiectrii podurilor o importan deosebit o prezint fenomenele de eroziune a malurilor i existena terenurilor afuiabile, n cazul drumurilor apar o diversitate de probleme legate att de natura terenului de fundare ct i, n foarte multe cazuri, de stabilitatea amplasamentelor, att a celor naturale ct i a celor ce rezult n urma realizrii de umpluturi de grosime mare pe terenuri slabe de fundare.n cazul construciilor civile i industriale o importan deosebit o prezint att existena ca teren de fundare a unui pmnt dificil, cu caracteristici fizico-mecanice slabe, prezena, n suprafa, a apei subterane, de multe ori aflat sub presiune ct i stabilitatea amplasamentelor.O soluie uor de utilizat n cazul amplasamentelor ce prezint n suprafa un strat de teren dificil de fundare este utilizarea fundaiilor pe piloi, n general piloi de diametru mare, sau al fundaiilor pe barete sau perei mulai.ns n majoritatea cazurilor aceste sisteme de fundare sunt mai puin economice i n unele situaii, cnd stratul dificil prezint rezistene mecanice foarte reduse, folosirea piloilor purttori pe vrf devine extrem de scump. n acest caz piloii vor avea un diametru mai mare i un procent de armare foarte ridicat.O alt soluie, care poate rezolva problema prezenei n suprafaa amplsamentelor a unui teren slab de fundare, este cea a nlturrii n cea mai mare parte sau totale a acestui strat de teren i fundarea n stratul bun de fundare, aflat sub stratul slab de fundare. Aceast soluie poate fi utilizat cnd se dorete realizarea unui numr de 2-3 nivele subterane pentru cldire. ns i n acest caz, n special n zonele urbane, pot aprea numeroase probleme legate de realizarea excavaiilor. n marea majoritate a cazurilor este necesar sprijinirea malurilor spturii utiliznd sprijiniri cu perei mulai, piloi secani de diametru mare sau palplane care ridic foarte mult costul final al construciilor. Dac nivelul apelor subterane este foarte ridicat, depind cu mult cota inferioar a spturii, realizarea excavaiilor devine foarte dificil avnd n vedere i prezena unor construcii n imediata vecintate a amplasamentului.Problema mbuntirii terenurilor slabe de fundare se pune la proiectarea i realizarea tuturor tipurilor de construcii, att n cazul drumurilor i cilor ferate ct i n cazul construciilor civile, industriale sau social-culturale. Metodele de mbuntire a terenurilor slabe de fundare difer funcie de caracteristicile fizico-mecanice a terenului, de nivelul apei subterane i de sistemul de fundare adoptat.Pentru analizarea terenurilor dificile de fundare, n cele ce urmeaz se va face o prezentare a principalelor tipuri, evideniindu-se: caracteristicile fizice de baz ale acestor pmnturi i comportarea lor sub ncrcri; unele msuri utilizate frecvent pentru execuia construciilor pe aceste tipuri de pmnturi, n cadrul acestora prezentndu-se i metode de mbuntire i/sau consolidare.; metode, tehnologii i procedee recente de schimbare a proprietilor fizico-mecanice a terenurilor dificile de fundare prin prezentarea unor studii de caz; prezentarea unui studiu tehnico-economic privind posibilitatea mbuntirii terenului de fundare al unui bazin de pe amplasamentul Staiei de epurare Iai prin utilizarea soluiei pe pern de balast i pe piloi de balast.