COD DE PROIECTARE SI EXECUTIE PENTRU CONSTRUCTII FUNDATE PE PAMÂNTURI CU UMFLARI SI CONTRACTII MARI (PUCM)

Indicativ: NE 001-96 Înlocuieste: P 70-79

Cuprins

* DATE GENERALE* CERCETAREA TERENULUI* ELEMENTE PENTRU ESTIMAREA DEPLASARILOR SI SOLICITARILOR DATORATE VARIATIEI UMIDITATII TERENULUI DE FUNDARE DIN PAMÂNTURI CU UMFLARI SI CONTRACTII MARI ASUPRA CONSTRUCTIILOR* MASURI LA PROIECTAREA SAU LA REMEDIEREA CONSTRUCTIILOR FUNDATE PE PAMÂNTURI CU UMFLATURI SI CONTRACTII MARI * MASURI PRIVIND ORGANIZAREA SI EXECUTIA LUCRARILOR DE FUNDATII PE PAMÂNTURI CU UMFLARI SI CONTRACTII MARI

1. DATE GENERALE

1.1. Prezentul cod de proiectare şi execuţie se aplică la proiectarea şi executarea construcţiilor civile, industriale şi agrozootehnice, cu fundaţii directe, pe pământuri cu umflături şi contracţii mari (PUCM).

1.2. Problemele şi soluţiile referitoare la proiectarea şi realizarea construcţiilor pe PUCM trebuie tratate diferenţiat, în funcţie de regimul de înălţime al acestora, modul de încărcare şi echipare, condiţii de exploatare, vecinătatea unor arbori etc.

1.3. Construcţiile care adăpostesc procese tehnologice ce pot avea pierderi mari de apă, cu surse termice importante de căldură sau frig, procese chimice sau bacteriologice, fundate pe PUCM, nu fac obiectul prezentului cod de proiectare şi execuţie. Măsurile constructive ce se adoptă în aceste situaţii sunt variate şi se stabilesc de către proiectant, de la caz la caz.

1.4. Definirea şi dentificarea PUCM se face conform prevederilor din STAS 1243-88 ,,Teren de fundare", ,,Identificarea şi clasificarea pământurilor" şi STAS 1913/12-88 ,,Terenul de fundare. Determinarea caracteristicilor fizice şi mecanice ale pământurilor cu umflări şi contracţii mari".

1.5. Pământurile cu umflături şi contracţii mari, simbolizate PUCM, întâlnite în literatura de specialitate şi sub denumirea de pământuri contractile sau expansive, sunt în sensul prezentului cod de proiectare şi execuţie - pământuri argiloase care prezintă variaţii sezoniere de volum însemnate, ca urmare a variaţiilor de umiditate, ce pot conduce la degradări ale fundaţiilor şi construcţiilor cu adâncime mică de fundare.

Producerea unor variaţii însemnate de volum a pământurilor este condiţionată de:

- existenţa în zona de suprafaţă a unor argile active, susceptibile de umflături şi contracţii mari;

- producerea unor variaţii importante de umiditate ca urmare a condiţiilor climatece sau a altor cauze (surse puternice de umezire sau uscare, evapo-transpiraţia vegetaţiei etc.).

1.6. Se menţionează că în cazul construcţiilor fundate la adâncimi mai mari de 2 m şi care nu sunt de categoria celor de la pct. 1.3., de regulă nu se produc variaţii de volum ale terenului de fundare de natură să influenţeze construcţiile respective.

2. CERCETAREA TERENULUI

2.1. În cazul existenţei unor indici privind probabilitatea existenţei unor PUCM în amplasamentul cercetat (vezi harta din fig. .1., ANEXA I), de felul informaţiilor obţinute cu ocazia recunoaşterii pe teren (comportarea unor construcţii învecinate, informaţii de la localnici privind fisurarea puternică a terenului în perioadele de secetă), la elaborarea studiului geotehnic se va da o atenţie deosebită stabilirii existenţei factorilor ce pot conduce la variaţii însemnate de volum ale terenului (vezi punct. 1.5. şi ANEXA VI).

2.2. La cerecetarea terenului o atenţie specială va fi acordată anumitor aspecte cum sunt starea reţelei de alimentare cu apă şi canalizare, cu posibilităţi de stagnare a apelor, poziţiile eventualilor arbori existenţi sau defrişaţi, comportarea construcţiilor învecinate şi adâncimea lor de fundare, nivelul apei subterane şi eventualele şale variaţii, stratificaţia terenului, monitorizarea eventualelor fisuri din construcţii existente.

2.3. La cercetarea terenului cu PUCM studiile geotehnice vor avea în vedere prevederile standardelor în vigoare:

- STAS 1242/1-89 ,,Teren de fundare. Principii generale de cercetare";

- STAS 1242/3-88 ,,Teren de fundare. Cercetare prin sondaje deschise";

- STAS 1243-88 ,,Teren de fundare. Clasificarea şi dentificarea pământurilor";

- STAS 1913/12-88 ,,Teren de fundare. Determinarea caracteristicilor fizice şi mecanice ale pământurilor cu umflături şi contracţii mari", precum şi prescripţiile de mai jos.

2.4. Lucrările pentru prospectarea şi exploatarea terenului de fundare se vor executa fără adaos de apă, pentru a nu se modifica regimul hidric al terenului.

2.5. Aprecierea potenţialului de contracţie-umflare a pământurilor care alcătuiesc terenul de fundare se va face conform STAS 1243-88 punct 2.5.5., pe baza rezultatelor de laborator efectuate conform STAS 1913/12-88.

Se recomandă stabilirea presiunii de umflare corespunzătoare umidităţii iniţiale a pământului activ de sub cota de fundare folosind spectre cu traiectorii de stare de felul celei din fig. I.4. din ANEXA I. De asemenea, pentru estimarea deplasărilor probabile ale fundaţiei, este necesară stabilirea relaţiei dintre presiunea totală, la divese adâncimi şi umflarea specifică produsă prin inundare (fig. I.5 şi II.6 din ANEXA I).

2.6. Studiul geotehnic va cuprinde caracterizarea pământurilor cu ajutorul amprentelor (fig. I.1. din ANEXA I) şi a diagramei de stare cu curba de contracţie (fig. I.2. din ANEXA I) şi indicarea punctelor corespunzătoare stării naturale şi alte date care să permită prognozarea tendinţei de variaţie a volumului cu umiditatea (contracţie sau umflare), adâncimea zonei afectate de variaţiile de volum (ANEXELE I şi VII).

Stabilirea zonei afectate se face în lipsa altor date prin majorarea cu 1 m a adâncimii până la care pătrund fisurile

vizibile.Un criteriu utilizat pentru aflarea adâncimii zonei stabile este de a stabili limite sub care sau w < 0,4wL în tot timpul anului.

În funcţie de informaţiile de mai sus se stabilesc măsurile necesare la proiectarea şi executarea construcţiilor fundate pe PUCM.

3. ELEMENTE PENTRU ESTIMAREA DEPLASARILOR SI SOLICITARILOR DATORATE VARIATIEI UMIDITATII TERENULUI DE FUNDARE DIN PAMÂNTURI CU UMFLARI SI

CONTRACTII MARI ASUPRA CONSTRUCTIILOR

3.1. Stabilirea corectă a condiţiilor de fundare şi a măsurilor constructive trebuie să se bazeze pe cunoaşterea corespunzătoare a caracteristicilor de contracţie-umflare ale terenului şi pe estimarea corectă a deplasărilor pe care terenul le produce asupra fundaţiilor.

Deplasările estimate ale fundaţiilor, vor fi comparate cu deplasările admisibile pentru fiecare tip de structură, conform STAS 3300/2-85 ,,Teren de fundare. Calculul terenului de fundare în cazul fundării directe".

3.2. Ridicarea sau tasarea tălpii fundaţiei, se poate estima printr-un calcul de însumare a efectelor stratelor elementare, utilizând rezultatele încercării edometrice duble sau multiple reprezentate în diagrama de stare (fig. I.5. din ANEXA I).

Metoda încercării edometrice duble sau multiple constă în încărcarea a două sau mai multe probe, recoltate la acelaşi nivel şi la o mică distanţă una de alta; probele sunt supuse încercării clasice de consolidare în endometru, prima, în condiţiile menţinerii umidităţii naturale din teren, celelalte la umidităţii mărite până la condiţiile nundării complete.

Fiecare din probele aduse la umidităţi diferite va fi încărcată în endometru conform STAS 8942/1-84 înregistrându-se atât deformaţiile cât şi umidităţile atinse după fiecare treaptă de încărcare.

Estimarea variaţiilor de volum ale pământurilor din terenul de fundare se face cu ajutorul diagramei de stare în care sunt reprezentate curbele (în cazul încercării endometrice multiple) sau dreptele (în cazul încercării duble) modificărilor de stare ţinând seamă de modificările de umiditate şi încercare între situaţia iniţială şi cea finală (vezi fig. VII.2 din ANEXA VII).

3.3. Solicitările care apar în construcţie ca urmare a umflării terenului de fundare (daorată variaţiei umidităţii) se pot evalua utilizând indicaţiile din ANEXA VIII.

3.4. Pentru corelarea măsurilor de proiectare şi execuţie cu posibilitatea de manifestare a umflării sau a contracţiei terenului de fundare din PUCM se vor utiliza precizările cuprinse în ANEXA X.

4. MASURI LA PROIECTAREA SAU LA REMEDIEREA CONSTRUCTIILOR FUNDATE PE PAMÂNTURI CU UMFLATURI SI CONTRACTII MARI

4.1. Pentru înlăturarea sau atenuarea fenomenelor defavorabile datorate existenţei PUCM se poate recurge în general la măsuri care vizează:

a) Eliminarea cauzelor care generează variaţii de umiditate în terenul de fundare (eliminarea surselor ce provoacă umezirea; conducte sau canalizări degradate, ridicarea nivelului apelor subterane, infiltraţii datorate precipitaţiilor sau stagnării apei la suprafaţa terenului, irigaţii, defrişări ş.a.; sau uscarea; existenţa unor arbori în vecinătatea construcţiei, coborârea nivelului apelor subterane, procese tehnologice cu temperaturi ridicate sau de ventilaţie).

b) Transmiterea solicitărilor exercitate de fundaţii sub zona ce prezintă variaţii de volum de la suprafaţa terenului prin stabilirea unei adâncimi de fundare adecvate, prin subzidirea fundaţiilor existente având adâncimi insuficiente sau prin fundarea pe piloţi.

c) Îmbunătăţirea terenului de fundare pentru a diminua sau anihila variaţiile de volum.

d) Măsuri care conferă construcţiei capacitatea de a prelua solicitările datorate deformaţiilor provocate de variaţiile de volum ale terenului de fundare.

Adâncirea de fundare

4.2. Adâncimea minimă de fundare se stabileşte în funcţie de nivelul hidrostatic, distingându-se următoarele cazuri:

- cazul I, când nivelul hidrostatic al apei subterane este la o adâncime mai mică de 2 m;

- cazul II, când nivelul hidrostatic al apei subterane este la adâncime intermediară (între 2 şi 10 m);

- cazul III, când nivelul hidrostatic al apei subterane este la adâncime mai mare de 10 m.

În cazul , în care nivelul hidrostatic al apei se menţine constant la adâncime mai mică de 2 m, pământul la o cotă de fundare sub 1,40 m nu mai poate prezenta variaţii de volum, întrucât umiditatea lui se menţine constantă (vezi ANEXA VI).

4.3. Pentru orice fel de construcţie cu caracter definitiv, ce face obiectul prezentului cod de proiectare şi execuţie, adâncimea minimă de fundare, D, se recomandă a fi:

    D = 1,50 m, pentru terenurile de fundare din cazul (conform condiţiilor hidrogeologice, pct. 4.2.);

    D = 2,00 m, pentru terenurile de fundare din cazurile I şi II.

4.4. În cazul în care sub adâncimea de fundare aleasă conform recomandărilor de la pct. 4.3. se află pământuri contractile de natură organică (ex.: cu conţinut ridicat de humus), proiectantul va analiza dacă nu este justificat tehnic şi economic depăşirea parţială sau totală a acestor straturi. Deasemeni când este justificat tehnic şi economic adâncimea de fundare

se va alege în sau cât mai aproape de orizontul C al solului bogat în calcar, care este parctic atbil la variaţii de volum. În studiul geotehnic pentru proiectare trebuie să se precizeze poziţia orizontului C definit conform ANEXEI .

4.5. În caz că proiectantul stabileşte pentru unele părţi ale construcţiei fundarea la adâncimi diferite, se vor prevedea rosturi de tasare, căutându-se totodată ca diferenţele de adâncime între fundaţiile alăturate să fie cât mai mici (până la 0,50 m).

Gradarea măsurilor ce se adoptă

4.6. Măsurile ce se adoptă la proiectarea construcţiilor fundate pe PUCM (tabelul ) se aleg în funcţie de adâncimea de fundare stabilită, de importanţa şi destinaţia construcţiei, de caracteristicile de contracţie-umflare ale terenului de fundare şi de elementele de la capitolul 3.

Tabelul nr. 1

Măsuri pentru fundarea clădirilor pe terenuri cu PUCM

1. Menţinerea unor condiţii stabile de umiditate prin ecrane impermeabile sub trotuare, lărgire (pământ stabilizat sau geomembrane) şi evitarea infiltrărilor din interior.

2. Controlul sau prevenirea variaţiilor de volum prin mărirea presiunilor pe teren, prevederea unor spaţii de expansiune.

3. Monolitizarea structurii prin prevederea de rigidizări sau centuri.

4. Îmbunătăţirea pământurilor prin stabilizare, injecţii sau înlocuire.

5. Fundarea în adâncime sub zona afectată de variaţiile de volum.

În acest sens, măsurile din prezentul cod de proiectare şi execuţie sunt gradate pentru următoarele cazuri:

a) fundarea construcţiilor la adâncimea minimă indicată la pct. 4.3.:

1,50 m pentru cazul I şi 2,00 m pentru cazurile II, III.

b) fundarea la o adâncime mai mică decât cea prevăzută la pct. 4.3. (măsuri constructive speciale).

4.7. Alegerea măsurilor constructive speciale (pentru cazurile de la pct. 4.6.b.) se face de proiectant având în vedere potenţialul de contracţie umflare al pământului şi capacitatea portantă a terenului, pe baza următoarelor criterii:

- importanţa, mărimea şi structura de rezistenţă a construcţiei;

- nivelul apei subterane în amplasamentul construcţiei (pct. 4.2.);

- grosimea şi potenţialul de contracţie-umflare (pct. 2.5.) a pământurilor care alcătuiesc terenul de fundare;

- variaţia umidităţii pământului de fundare, în perioada execuţiei şi exploatării construcţiei (pct. I. 7 din ANEXA I);

- gradul de asigurare admis al construcţiei (grad sau I conform pct. 4.8.).

4.8. Din punct de vedere al gradului de asigurare împotriva degradărilor, construcţiile se pot realiza:

- cu asigurare de gradul , când prin măsurile ce se au se urmăreşte ca toate elementele componente în construcţia în ansamblul ei să poată prelua eforturile suplimentare (forţele transversale, momente încovoietoare şi de răsucire) provenite din tasări - ridicări sau împingeri rezultate din construcţia sau umflarea terenului fără a periclita structura de rezistenţă, a împiedica exploatarea construcţiei şi a pune în pericol vieţi omeneşti;

- cu asigurarea de gradul I când măsurile ce se au au drept scop limitarea degradărilor astfel încât acestea să nu pună în pericol vieţi omeneşti, construcţia poate fi eventual scoasă temporar din funcţiune, necesitând cheltuieli de reparaţie.

4.9. Se recomandă ca proiectantul să folosească experienţa locală referitoare la comportarea construcţiilor existente fundate pe terenul activ respectiv, pentru toate obiectivele ce urmează a se realiza în continuare.

Măsuri constructive în cazul fundării la adâncimea minimă indicată

4.10. În cazul fundării la adâncimea minimă indicată la punctul 4.3. şi pentru construcţii fără condiţii speciale de exploatare, pentru prevenirea degradărilor (vezi ANEXA X) sunt suficiente de regulă următoarele măsuri:

a) Secţionarea clădirii şi fundaţiei în tronsoane de maximum 30 m, prin rosturi de tasare.

b) Conductele purtătoare de apă ce intră şi ies din clădiri vor fi prevăzute cu racorduri elastice şi etanşe la traversarea zidurilor sau fundaţiilor.

Este indicat ca în interiorul clădirilor, conductele să fie montate aparent, în subsol, respectiv în primul nivel în cazul construcţiilor fără subsol, astfel încât să fie accesibile pentru controlul ce trebuie efctuat periodic şi eventualele reparaţii ce trebuiesc efectuate imediat ce se depistează neetanşeitatea lor.

c) Se recomandă realizarea de trotuare etanşe în jurul clădirilor; trotuarul din jurul construcţiilor, care va avea lăţimea minimă de 1,00 m se va aşeza pe un strat de pământ stabilizat, în grosime de 20 cm, prevăzut cu pantă de 5% spre exterior. el trebuie să fie etanş, putând fi confecţionat din asfalt turnat sau din dale, din piatră sau beton, rostuite cu mortar de ciment sau mastic bituminos. Etanşeitatea în timp necesită o bună compactare a stratului de pământ stabilizat, conform prevederilor de la pct. 5.5.

Pentru construcţiile dezvoltate în suprafaţă, de exemplu, unele clădiri agrozootehnice, trotuarul se păstrează numai în zonele circulabile, în rest, construcţiile se înconjoară cu un strat de pământ stabilizat în grosime de 20...30 cm şi o lăţime de minim 1,5 m menţinându-se pantă transversală de 5% spre exterior.

d) Evacuarea apelor superficiale şi amenajarea suprafeţei terenului înconjurător cu pante de scurgere spre exterior.

Evacuarea apelor de pe acoperiş trebuie făcută prin burlane la rigole impermeabile, special prevăzute în acest scop, cu debuşee asigurate şi preferabil direct în teţeaua de canalizare.

Prin măsurile de sistematizare verticală trebuie să se evite stagnarea apelor superficiale la distanţe mai mici de 10 m în jurul fiecărei construcţii.

e) Se recomandă evitarea plantării sau menţinerii de arbori ornamentali, pomi fructiferi, arbuşti sau plante perene în apropierea construcţiilor, cu un spaţiu între clădire şi copac de cca 3-5 m în funcţie de importanţa construcţiei, natura arborilor şi potenţialul de contracţie umflare al terenului (vezi fig. X.1., ANEXA X).

După intensitatea fenomenelor de asecare diferitele specii de arbori pot fi considerate ca fiind:

- foarte periculoase: plopul, arinul, salcâmul, salcia, ulmul;

- periculoase: arţarul, mesteacănul, frasinul, fagul, stejarul şi tufanul;

- puţin periculoase: laricele, bradul, pinul.

Existenţa unor grădini interioare, prevăzute de obicei cu bazine de apă sau fântâni ţâşnitoare constituie un risc important în cazul PUCM.

Defrişarea şi dezrădăcinarea copacilor se va face într-o perioadă umedă (primăvara sau toamna), umplerea golurilor efectuându-se imediat, cu pământ local sau preferabil stabilizat, bine compactat, conform indicaţiilor de la pct. 5.5., 5.7.

Trebuie avut în vedere că efectele existenţei vegetaţiei se manifestă uneori după un timp îndelungat (6-12 ani), determinat de dezvoltarea arborilor.

Existenţa arborilor conduce în general la tasări diferenţiate, maxime în mediata vecinătate a trunchiului. Uneori s-au semnalat şi deplasări pe orizontală, până la 5 cm.

Procesele pot fi accelerate sau întârziate, funcţie de perioadele mai secetoase sau mai umede.

În afară de efectul de asecare, arborii pot provoca tasări sau deplasări pe orizontală datorită împingerilor provocate de creşterea diametrului trunchiului sau rădăcinilor.

f) Anexele clădirilor (scări, terase etc.) vor fi fundate de regulă la aceeaşi adâncime cu construcţiile respective, pentru a se evita degradarea lor datorită tasărilor sau umflărilor diferite de la un punct la altul.

În funcţie de tendinţele şi posibilităţile de deformare a terenului prin contracţie sau umflare, se va studia fie legarea rigidă a anexelor de construcţii, fie separarea lor completă şi tratarea independentă.

g) Urmărirea comportării şi mişcării construcţiilor (deplasări, înclinări), se va efectua conform prevederilor şi după metodele din:

- STAS 2745-90 ,,Terenul de fundare. Urmărirea tasării construcţiilor prin metode topografice".

- C 61-94 ,,Instrucţiuni tehnice pentru determinarea deformaţiilor terenului de fundare al construcţiilor prin metode topografice" cu următoarele completări:

Proiectantul este obligat să includă în documentaţia tehnică şi economică a proiectului de execuţie urmărirea comportării mişcărilor construcţiilor, inclusiv felul, numărul şi poziţia reperelor respective, la toate obiectivele la care s-au stabilit măsuri constructive speciale (pct. 4.11); pentru celelalte construcţii procedându-se conform reglementărilor tehnice sus menţionate.

În timpul execuţiei construcţiei, sarcina efectuării măsurătorilor revine constructorului, iar după darea în exploatare ea revine beneficiarului lucrării.

Este indicat ca întrega acţiune a urmăririi mişcărilor construcţiilor să fie preluată de la început de către o unitate topografică de specialitate, prin grija beneficiarului sau a proiectantului general.

Măsuri constructive în cazul fundării la o adâncime cuprinsă în zone de variaţie sezonieră a umidităţii

4.11. În cazul fundării la o adâncime mai mică decât cea prevăzută la pct. 4.3. în special pe PUCM cu contractilitate foarte mare sau mare (conform STAS 1243-88) pe lângă măsurile de la pct. 4.10. sunt necesare unele măsuri constructive speciale ce se stabilesc de proiectant (pct. 4.7.) în vederea asigurării rezistenţei, stabilităţii şi exploatării normale a tuturor construcţiilor fundate pe PUCM. Aceste măsuri constructive speciale sunt următoarele:

a) trotuarul etanş din jurul construcţiei va avea lăţimea minimă de 1,5 m şi se va aşeza pe un strat de pământ stabilizat de forma şi dimensiunile prezentate în figura 1.

b) reducerea umflării terenului prin mărirea presiunii efective pe talpa fundaţiei, până la o valoare cel puţin egală cu presiunea de umflare, stabilită conform spectrului cu traiectoriile modificărilor de stare rezultate în urma încercărilor edometrice multiple (fig. II.5 din ANEXA I), care însă nu va depăşi capacitatea portantă a terenului, stabilită conform STAS 3300/2-85 ,,Terenul de fundare. Calculul terenului de fundare în cazul fundării directe".

c) presiunea orizontală de umflare, care în cazul argilelor supraconsolidate poate fi chiar mai mare decât presiunea verticală de umflare, se manifestă prin împingeri asupra feţelor laterale ale fundaţiilor şi pereţilor exteriori sau asupra lucrărilor de susţinere.

În cazul lucrărilor de susţinere de tipul zidurilor de sprijin, este interzis să se utilizeze ca material de umplutură în spatele lucrării, argile cu umflături şi contracţii mari, deoarece în urma compactării pământului, presiunea orizontală de umflare poate fi mai mare decât presiunea verticală de umflare.

Împingerea laterală dată de acest tip de material are valori variabile de la zero în timpul perioadei de uscăciune, la valori maxime care pot depăşi împingerea din greutatea proprie şi suprasarcina, în perioadele umede. Unii autori recomandă în astfel de cazuri luarea în considerare a unor coeficienţi de împingere activă de 0,8-1,0.

În unele cazuri pentru a se scoate umplutura de sub efectul variaţiilor de umiditate se pot folosi folii de material impermeabil dispuse pe suprafaţa taluzului săpăturii şi la o mică adâncime sub suprafaţa terenului.

d) Prevederea unor structuri sau a unor măsuri constructive care să permită preluarea împingerilor sau deplasărilor neuniforme cauzate de umezire, respectiv uscarea terenului de fundare:

- Centuri de beton armat, continue pe întreaga lungime a pereţilor exteriori, portanţi sau autoportanţi, amplasate la fiecare nivel al construcţiei, inclusiv la nivelul solului.

La clădirile numai parter, de formă în plan apropiată de pătrat centura superioară poate fi înlocuită cu armarea zidăriei la colţuri, pe 1,50...2,00 m lungime pe fiecare latură, care să depăşească în orice caz golurile uşilor şi ferestrelor.

Centurile se armează de regulă simetric, având minimum 4 12 pentru oţel OB 38. Pentru centuri cu lăţimea mai mare de 32 cm, sunt necesare minimum 6 12.

Calculul se va efectua pe baza sensului predominant al deformaţiei terenului, în funcţie de condiţiile din momentul executării fundaţiei (anotimp ploios sau secetos). Efectele deformaţiilor neuniforme vor fi considerate acţiuni temporare de lungă durată.

- Proiectarea unor construcţii puţin sensibile la deformarea neuniformă a terenului de fundare, în cazurile în care este necesar o asigurare de gradul (pct. 4.7.).

În acest sens se pot proiecta fie construcţii cu structură foarte rigidă (care să poată prelua în bune condiţii eforturile suplimentare ce apar în suprastructură), fie construcţii flexibile (care să se adapteze la deformaţiile specifice ale terenului). Structura trebuie proiectată astfel încât să asigure rigiditatea, respectiv flexibilitatea construcţiei atât în plan vertical cât şi în plan orizontal.

- Îmbinările elementelor de rezistenţă din beton armat prefabricat trebuie proiectate şi realizate cu luarea în considerare a efectelor deformării neuniforme a terenului.

Calculele se vor efectua pe baza celor mai defavorabile poteze privitoare la contracţia sau umflarea terenului, funcţie de condiţiile de umiditate rezultate din studiile geotehnice şi din momentul execuţiei fundaţiei. Efectele deformaţiilor neuniforme vor fi considerate acţiuni temporare de lungă durată.

Se va verifica compatibilitatea dintre deformaţiile (în ambele sensuri) ale terenului activ şi deformaţiile admisibile ale structurilor prefabricate (conform STAS 3300/2-85).

4.12. Adoptarea unor sisteme indirecte de fundare care să depăşească straturile de pământuri contractile:

a) Pentru construcţii de importanţă deosebită şi grosime mare a stratului de PUCM se poate recurge la fundarea pe piloţi pentru a asigura transmiterea eforturilor sub zona aferentă de variaţiile de umiditate ale pământului şi deci de modificări de volum.

În acest caz pe fişa pilotului din zona cu variaţii de volum se vor adopta soluţii care să evite producerea în pilot a unor solicitări de smulgere ca urmare a umflării ternului.

b) Pentru a se evita executarea unor volume mari de săpătură şi betoane în fundaţii (de exemplu la unele construcţii agrozootehnice dezvoltate pe suprafeţe mari), este indicată înlocuirea fundaţiilor continue cu fundaţii zolate pe care reazemă construcţia prin intermediul unor grinzi de fundare. Se evită astfel deschiderea unui front mai mare de contact cu atmosfera care modifică apreciabil umiditatea pământului activ din săpătură.

Trebuie prevăzut un spaţiu între suprafaţa terenului şi talpa grinzii de fundaţie egal cu valoarea posibilă a umflării pământului (circa 10-15 cm) care să se umple cu nisip grăunţos, împiedicându-se totodată accesul direct al apei, respectiv asigurându-se evacuarea ei.

Măsuri la remedierea degradărilor

4.13. În cazul unor construcţii ce au suferit degradări (vezi ANEXA X) se poate recurge la subzidire prin excavare în compartimente, în ordinea indicată în figura 2.

Măsuri constructive în cazul taluzelor şi lucrărilor de drumuri în zonele cu pământuri cu umflări şi contracţii mari

4.14. La taluze degradarea are loc de obicei prin formarea unor cruste crăpate care se desprind progresiv şi afectează zone din ce în ce mai profunde.

Sunt frecvente de asemenea ruperi de picior sau de adâncime atunci când apa se infiltrează prin fisuri de contracţie sau când argila de la baza taluzului devine saturată ca urmare a unui drenaj deficient.

În cazul când argila absoarbe apă sau este supusă efectului unor cicluri de uscare-umezire, rezistenţa la tăiere scade foarte mult, până la valori de ordinul câtorva N/cm2. În astfel de cazuri taluzele de echilibru ajung să aibă înclinări de 5o şi 10o. La aceste valori se ajunge dacă în calculele de stabilitate se contează pe rezistenţa reziduală, care în cazul argilelor active poate fi 0,3 sau chiar 0,1 din rezistenţa de vârf.

În unele cazuri, taluze iniţial stabile se degradează după câteva luni sau câţiva ani, probabil ca urmare a atingerii unei noi situaţii de echilibru a presiunilor interstiţiale, care prin descărcare au avut la început valori negative. Adesea procesul se accelerează ca urmare a efectului unor ploi puternice.

De fapt ruperea trebuie atribuită unei proiectări bazată pe valori prea optimiste pentru rezistenţa la tăiere şi ca urmare a unor fenomene reologice (curgere lentă).

4.15. Tratarea obişnuită constă din: îmbunătăţirea condiţiilor de drenaj atât la piciorul cât şi la partea superioară a taluzului, în protecţia suprafeţei împotriva eroziunii şi a pătrunderii apei prin infiltraţie în fisuri (aşternerea unor materiale granulare sau textile neţesute, torcretarea) şi adoptarea unor pante dulci ale taluzelor de ordinul 1/3 la 1/4.

Tratările menţionate trebuiesc realizate mediat după taluzare.

4.16. În general se recomandă evitarea folosirii pământurilor contractile la realizarea rambleelor. Atunci când nu se dispune de alte materiale se poate recurge la îmbunătăţirea pământurilor în special prin stabilizarea cu var. În tot cazul compactarea pământurilor contractile trebuie realizată la umidităţi cât mai apropiate de umiditatea de echilibru, diminuîndu-se în felul acesta variaţiile de volum aferente modificărilor de umiditate.

Pentru orientare, în figura 3, se arată gradul de compactare necesar, în funcţie de condiţiile climatice şi indicele de plasticitate al pământurilor (lp). Condiţiile cele mai defavorabile din grafic corespund unor zone climatice cu perioade de secetă mai mari ca 3 luni. Trebuie menţionat însă că aceste recomandări se referă la rambleele pe care se realizează grinzile sau tălpile clădirilor şi nu sunt aplicabile pentru drumuri cu trafic greu.

4.17. În ceea ce priveşte drumul propriu-zis, acesta se comportă ca orice construcţie foarte uşoară la care greutatea ei proprie nu compensează presiunea de umflare dezvoltată de pământul argilos.

Ca şi la clădiri, situaţia din timpul execuţiei condiţionează comportarea sa în timp.

Dacă îmbrăcămintea este impermeabilă şi execuţia a avut loc la sfârşitul verii atunci când datorită secetei sucţiunea pământului este ridicată, are loc ulterior un proces de migraţie a apei din zonele învecinate mai umede spre zona centrală până la atingerea unei noi stări de echilibru. Creşterea umidităţii în zona centrală conduce la umflarea pământului şi la apariţia de fisuri caracteristice longitudinale.

4.18. Pentru proiectare este necesar să se dispună de următoarele date:

- evaluarea profilului de umiditate a terenului;- prognoza distribuţiei de echilibru a umidităţii după construirea şoselei şi a variaţiilor de volum aferente;

- determinarea volumului specific V (densităţii d) şi a umidităţii optime wopt;

- modulul de deformaţie (M) şi indicele de capacitate portantă (ICP), corespunzători stării de regim a terenului.

4.19. Pentru a micşora tendinţa de umflare a terenului:a) Se poate recurge la înlocuirea argilei pe 0,6-0,8 m cu pământ mai puţin activ sau cu pământ stabilizat şi la repararea periodică (6-7 ani) a îmbrăcăminţii. În general trebuie avut în vedere că măsurile suplimentare necesare pentru diminuarea efectelor argilelor active conduc la costuri suplimentare.

b) Tot pentru diminuarea efectelor umflărilor şi contracţiilor se preferă îmbrăcăminţile flexibile care pot fi reparate mai uşor;

c) O măsură eficientă este construirea în etape, între care se lasă un timp suficient pentru stabilizarea condiţiilor de umiditate.

d) Probema esenţială este dirijarea apelor de suprafaţă şi drenarea platformei pentru a evita stagnarea apei şi umflările aferente.

5. MASURI PRIVIND ORGANIZAREA SI EXECUTIA LUCRARILOR DE FUNDATII PE PAMÂNTURI CU UMFLARI SI CONTRACTII MARI

5.1. Înainte de începerea săpăturilor pentru fundaţii, este absolut necesar ca suprafaţa terenului să fie curăţată şi nivelată, cu pante de scurgere spre exterior, spre a nu se permite stagnarea apelor din precipitaţii şi scurgerea lor în săpăturile pentru fundaţii aceste lucrări se vor prevedea în proiect, ca lucrări de bază.

5.2. Toate lucrările ciclului zero se vor efectua pe tronsoane, fără întreruperi şi în timp cât mai scurt, pentru a se evita variaţiile importante de umiditate a pământului activ în timpul execuţiei.

5.3. Ultimul strat de pământ, de circa 30 cm grosime, din săpătura pentru fundaţie trebuie excavat pe porţiuni eşalonate în timp - pe măsura posibilităţilor de execuţie a fundaţiilor în ziua respectivă - şi imediat înainte de turnarea betonului în fundaţie, pentru a se evita efectele negative cauzate de variaţiile de umiditate.

În cazul în care nivelul de fundare al construcţiei se află în zone de variaţie sezonieră a umidităţii pământului, executantul este obligat să solicite prezenţa proiectantului înainte de începerea turnării betonului în fundaţii, pentru a verifica măsura în care potezele luate în considerare la proiectare corespund cu situaţia reală de pe teren.

5.4. Dacă totuşi se produc crăpături pe suprafaţa terenului de la cota de fundare, înainte de turnarea betonului se va proceda la matarea lor, fie cu lapte de ciment (dacă crăpăturile sunt mici) fie cu pământ stabilizat (realizat conform pct. 5.6.) şi apoi la compactarea suprafeţei de fundare (conform pct. 5.5.) precedată de o uşoară stropire a pământului, pentru a se realiza umiditatea optimă de echilibru stabilită conform ANEXEI VII.

Aceste operaţii necesită multă atenţie şi trebuie urmate imediat de turnarea betonului în fundaţie.

Măsurile prescrise la acest punct se vor aplica şi înainte de realizarea umpluturilor sub pardoseli (pct. 5.5.).

5.5. Umpluturile sub pardoseli se vor executa fie din pământuri lipsite de potenţial de contracţie-umflare - dacă se dispune de un astfel de material în zonă - fie din PUCM stabilizate (conform punctului 5.6.); în toate cazurile, umpluturile vor fi bine compactate, în straturi de 15...20 cm grosime, fiind interzisă utilizarea în acest scop a materialelor drenante.

Soluţia de realizare a umpluturilor va fi, în mod obligatoriu menţionată în proiectul de execuţie.

Pentru controlul realizării umpluturilor de orice fel, se va proceda conform STAS 1913/13-83, aceste lucrări fiind prevăzute în proiect ca lucrări de bază.

5.6. Stabilizarea PUCM folosit la umpluturi, care se realizează în scopul de a se reduce umflarea relativă a pământului sub limita care-l face insensibil la variaţiile de umiditate, se poate efectua fie prin metode chimice, fie prin degresare cu nisip.

Pentru stabilizarea prin metode chimice, se recomandă utilizarea prafului de var nestins, în proporţie de 3...6% (din greutatea pământului uscat), procentul stabilindu-se prin încercări, fiind în funcţie de natura şi umiditatea naturală a pământului activ respectiv. Stabilizarea prin degresare cu nisip necesită un procent de 20...40% nisip grăunţos care deasemenea se stabileşte prin încercări.

Încercările pentru stabilirea proporţiilor optime de praf de var nestins sau de nisip grăunţos constau din efectuarea în laborator a unor amestecuri de probă cu PUCM ce urmează a fi stabilizat, cărora li se determină capacitatea de variaţie a volumului conform celor arătate la pct.

3.2. Pe baza acestor încercări de laborator, proiectantul va stabili valorile umidităţii optime, wopt, şi a densităţii în stare uscată, necesare a fi realizate de executant pe şantier, menţionând aceste valori în proiect, împreună cu procentele de var nestins, respectiv de nisip grăunţos.

Operaţia propriu-zisă de stabilizare a PUCM constă din amestecarea cât mai omogenă a pământului respectiv cu praful de var nestins sau cu nisipul grăunţos, în proporţiile şi la umidităţile rezultate din încercări, şi prescrise de proiectant. Punerea în operă a pământurilor stabilizate se face în straturi orizontale de 15...20 cm grosime în stare afânată, bine compactate conform prevederilor de la pct. 5.5.

În toate cazurile, pentru asigurarea calităţii lucrărilor, toate operaţiunile trebuie realizate într-un timp cât mai scurt, inclusiv compactarea pământului stabilizat pus în operă, pentru ca umiditatea materialului să nu se modifice cu mai mult de ± 2% faţă de umiditatea prescrisă în proiect.

5.7. La executarea lucrărilor de terasamente şi fundaţii se vor respecta următoarele reglementări în vigoare:

- Norme republicane de protecţia muncii, aprobate de Ministerul Muncii şi Ministerul Sănătăţii cu ordinul nr. 34/1975 şi 60/1975.

- Norme de protecţia muncii în construcţii montaje, aprobate de Ministerul Construcţiilor Industriale cu ordinul 1233/D/1980.

- Regulamentul privind protecţia şi igiena muncii în construcţii, capitolul 19, aprobat de MLPAT cu ordinul 9/N/15.03.93.