fundatii speciale

24
MINISTERUL EDUCAŢIEI, CERCETĂRII ŞI INOVĂRII Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi FACULTATEA DE CONSTRUCŢII SI INSTALAŢII FUNDAȚII ÎN CONDIȚII SPECIALE Student: Balaj George Grupa: 3401 Semigrupa : A Anul universitar:2010-2011

Upload: petrea-paul

Post on 19-Oct-2015

233 views

Category:

Documents


23 download

DESCRIPTION

Proiect. Fac de constructii iasi

TRANSCRIPT

Ministerul Educaiei, Cercetrii i iNOVRIIUniversitatea Tehnic Gheorghe Asachi din Iai

FACULTATEA DE CONSTRUCII SI INSTALAII

FUNDAII N CONDIII SPECIALE

Student: Balaj George Grupa: 3401 Semigrupa : A

Anul universitar:2010-2011

Geosintetice cu rol de armare/drenare (lucrari de protectie impotriva eroziunii) Geosinteticele sunt materiale concepute si realizate de om, fiind reprezentate in general de polimeri sintetici derivati din produsele petroliere, precum si de alte materiale (cauciuc, fibra de sticla, etc.), acestea fiind utilizate in lucrarile ingineresti ce implica pamantul sau terenul de fundare. Geosinteticele admit numeroase utilizari in practica inginereasca, prezentand una sau mai multe functiuni atunci cand sunt utilizate in contact cu pamantul sau a altor materiale utilizate in constructii (betonul, bitumul, etc.). Principalele functiuni in lucrarile geotehnice ale materialelor geocompozite sunt: armare; separare; filtrare; drenare; protectie;

Geosintetice cu rol de armareGeotextilele, geogrilele si geocompozitele de armare sunt materiale geosintetice cu functie de armare a pamantului sau asfaltului, tehnologii moderne de realizare a structurilor de sprijin, drumurilor si pentru ranforsarea pantelor. Pamantul, ca material de constructie utilizat inca din antichitate, a fost instinctiv imbunatatit de stramosii nostri cu paie sau alte elemente vegetale, un exemplu de utilizare a pamantului armat fiind utilizarea chirpicilor la construirea locuintelor.Conceptul de pamant armat in acceptiunea sa moderna este datorat inginerului francez Henry Vidal, care a demarat cercetarile inca din anii 50 si care a brevetat inventia sa in 1962. Conceptul de pamant armat a aparut din nevoia de a creste performantele mecanice ale pamantului, care asemenea betonului are o comportare foarte proasta la solicitarile de intindere. Armaturile introduse in pamant, avand drept rol preluarea eforturilor de intindere, au fost initial metalice, sub forma de benzi, materialele geosintetice aparand ceva mai tarziu pentru aceasta aplicatie. Introducerea geosinteticelor sub forma de armaturi in pamant a revolutionat conceptul de pamant armat, permitand dezvoltarea de noi produse specifice, ca si de noi tehnologii. Daca un anumit geosintetic este folosit ca armare el va trebui sa reziste eforturilor aplicate sau sa previna sau sa limiteze deformatiile inadmisibile ale structurii geotehnice.

Materialele geosintetice utilizate in prezent pentru functia de armare sunt geotextilele de mare rezistenta la tractiune, geogrilele de diferite tipuri si produsele geocompozite ce asociaza diferitele materiale intre ele. Cu ajutorul armaturilor geosintetice se pot realiza: structuri de sprijin abrupte, pana la verticala, pante abrupte, reabilitari de pante alunecate, ramblee si diguri pe terenuri foarte compresibile, armarea patului drumurilor si a imbracamintilor asfaltice.Este posibila astfel construirea in spatii inguste, utilizarea pamanturilor slabe calitativ, fundarea pe terenuri improprii care, altfel, ar fi necesitat operatii costisitoare de ameliorare sau chiar inlaturarea si inlocuirea lor. Armarea cu geosintetice a patului drumurilor sau a prismului de balast la calea ferata asigura o mai buna comportare in exploatare, o durata de viata sporita, precum si realizarea de economii prin reducerea grosimii necesare a stratului granular. De asemenea, durata de executie este micsorata.In acest proces geosinteticul actioneaza ca un element supus la intindere cuplat cu pamatul sau materialul de umplutura prin frecare, aderenta, intrepatrundere sau confinare asigurand astfel stabilitatea masei de pamant.

Principalele categorii de geosintetice utilizate cu rol de armare sunt: geogrilele si geotextilele.GeogrileGeogrilele sunt retele polimerice regulate cu ochiuri suficient de mari (110 cm) pentru a permite patrunderea materialelor granulare. Sunt realizate in general din polietilena (de inalta densitate) sau polipropilena, dar si din poliamida, poliester sau, mai recent, din poliamide aromatice (aramid) sau polivinil alcool.Sunt utilizate in principal la ranforsarea masivelor de pamant (functia de armare). nglobate in pamant sau in orice alt material, geogrilele actioneaza atat prin frecarea retea/material, pe ambele fete, cat si prin interactiunea mecanica cu respectivul material (numita inclestare). Geogrilele se pot prezenta sub doua forme: retele octogonale de nervuri fixate prin noduri sau fasii octogonale din polimeri, suprapuse printr-un procedeu special de extrudere si etirare.Ele pot fi, de asemenea, mono sau biaxiale, ceea ce le confera proprietati mecanice diferite.Pentru a se obtine un ansamblu monolit pornind de la o placa de baza extrudata (care poate fi constituita din polietilena de inalta densitate, poliester de inalta rezistenta sau polipropilena), se folosesc doua tehnici principale. Prima metoda consta in practicarea de fante sau stantarea de goluri circulare in placa de baza, care apoi se etireaza, la temperatura controlata, pe doua directii (intai in sens longitudinal, apoi in sens transversal). Alte tehnologii constau in producerea de benzi independente care se dispun in retea, iar la noduri sunt sudate sau impletite. Rezulta astfel geogrile la care difera tipul nodurilor: continuu integrate, sudate sau impletite. Nodurile continuu integrate si cele sudate sunt rigide, iar cele impletite sunt flexibile, modul de transmitere a incarcarilor fiind diferit. nclestarea elementelor granulare in geogrile este in special obtinuta pentru nodurile rigide. Principala functie a geogrilelor este cea de armare, fiind utilizate pentru: armarea stratului de agregate din fundatia drumurilor, armarea stratului de balast la caile ferate, armarea umpluturilor, rambleelor, digurilor si barajelor, armarea imbracamintilor asfaltice, stabilizarea si reabilitarea pantelor instabile, realizarea de structuri de sprijin (ziduri) din pamant armat, saltele pentru constructii realizate pe terenuri moi sau umpluturi neomogene, in scopul maririi capacitatii portante a acestora(saltele geocelulare) etc.

Avantajele utilizarii geogrilelor cu rol de armare a pamantului : reducerea grosimii stratului granular cu pana la 40% fara pierderea de calitate scaderea cantitatii de material excavat; reducerea deformatiilor si deplasarilor din fundatie; compactare buna a materialelor de umplere; prelungirea duratei de exploatare; controlul tasarilor diferentiate.

Geotextile Geotextilele, utilizate in special pentru functii hidraulice cum ar fi filtrarea si drenarea, pot indeplini si rol de armare daca au caracteristici mecanice (rezistenta la tractiune, alungire la rupere etc.) adecvate. In plus, capacitatea lor de drenare le face foarte utile pentru armarea bazei rambleelor fundate pe terenuri moi, saturate, favorizand eliminarea excesului de apa si grabind consolidarea acestora.Produsele se prezinta sub forma de rulou, iar instalarea lor se face prin derulare manuala sau mecanizata, imbinarile dintre rulouri realizandu-se in acest caz, prin cusaturi speciale. Geotextilele folosite in scop de armare pot fi asociate cu alti polimeri - fibre de poliester sau nylon incorporate intr-un strat de poliolefina (polipropilena sau polietilena), cu fibre de sticla sau metal. Prin mixarea pamantului cu elemente polimerice pot rezulta compozite de armare sub forma de fibre si plase discontinue sau fibre continue. Acestea din urma reprezinta amestecuri din pamant granular si fibre continue de poliester utilizate pentru stabilizarea rambleelor si pantelor. O astfel de armare, denumita si microarmare, este utila in cazurile in care elementele obisnuite de macroarmare cu geosintetice nu pot fi aplicate din cauza, de exemplu, limitarii spatiului in zona de ancorare.Tot in categoria geocompozitelor cu rol de armare intra si saltelele celulare tridimensionale realizate din geogrile (saltele geocelulare), ca si celulele tridimensionale alcatuite din benzi de geotextil, sau alti polimeri, ambele umplute cu pamant sau material granular. Saltelele tridimensionale realizate din geogrile sunt elemente de constructie care se prezinta sub forma unui ansamblu de celule cu sectiune triunghiulara sau rombica, cu peretii si baza din geogrile, umplute cu material granular. Ele permit utilizarea maxima a capacitatii portante a terenului de fundare moale si asigura o platforma de lucru solida si stabila pentru utilajele terasiere. Astfel de celule tridimensionale, cu scop de armare a terenurilor slabe de fundare, pot fi realizate si din fasii de geotextil sau de polimeri (HDPE, de exemplu).Cand sunt livrate, acestea se prezinta stranse, ca o armonica, fiind desfasurate pe amplasament si apoi umplute cu material mineral (nisip, material granular etc.). Ele sunt folosite pentru diferite aplicatii cu scop de armare: ramblee, rampe de acces. Exista procedee si produse ce permit realizarea de structuri de sprijin din pamant armat sub forma de alveole din geotextil, suprapuse si umplute cu pamant.Alte geocompozite cu rol de armare sunt compozitele bitum geogrile, folosite in domeniul rutier ca element antifisura la armarea imbracamintilor bituminoase, marind durata de viata a acestora pentru o grosime mai redusa.n lucrarile de drumuri si autostrazi, pentru ranforsarea structurilor rutiere sunt utilizate, de asemenea, geocompozitele confectionate din fibre de sticla, fixate pe un geotextil intertesut si impregnate sau nu la fabricatie cu bitum. Aceste geocompozite sunt elemente de armare subtiri care reduc sensibil fagasele si asigura intarzierea transmiterii fisurilor si crapaturilor din imbracamintile bituminoase sau de beton de ciment existente degradate, sau din straturile stabilizate cu lianti hidraulici, in straturile de ranforsare bituminoase.

Aplicatii ale pamantului armat cu geosintetice:Lucrari de consolidare a masivelor de pamant

In cadrul lucrarilor de consolidare a masivelor de pamant afectate de fenomene de instabilitate (alunecari de versanti sau taluzuri), geosinteticele sunt folosite in sisteme constructive cu rol stabilizant de tip "pamant armat", ca si la lucrari adiacente pentru drenaj, protectie etc. n aceasta categorie de lucrari intra structurile de sprijin, culeile de poduri, taluzuri, versanti instabili sau potential instabili.Pentru lucrarile de sprijin se utilizeaza elemente de fatada pentru a asigura atat stabilitatea, cat si estetica, formele putand diferi foarte mult, de la panouri prefabricate pe toata inaltimea sau nu, imbinate intre ele prin diferite sisteme, blocuri modulare prefabricate din beton cu forme geometrice variate, gabioane din geogrile, pana la sisteme simple, flexibile, realizate prin simpla intoarcere a armaturilor la fata masivului. Lucrari de drumuri

Materialele geosintetice isi gasesc multiple aplicatii la lucrarile rutiere, putand indeplini roluri multiple: de separare intre stratul de agregat si teren, de filtrare si drenaj, de armare. Utilizarea materialelor geosintetice duce la reducerea eforturilor pe fundatia drumului si prevenirea penetrarii agregatului in stratul de pamant de dedesubt, prevenirea migrarii particulelor fine in stratul de agregat, reducerea adancimii excavatiei necesare pentru inlaturarea eventualelor materiale necorespunzatoare din teren, reducerea grosimii stratului de agregat necesar, sporirea rezistentei patului drumului in timp, reducerea tasarilor diferentiate, cu rol determinant in mentinerea integritatii imbracamintii rutiere, reducerea lucrarilor de intretinere si prelungirea duratei de viata a drumului.Geosinteticele utilizate la lucrarile de drumuri pot indeplini si alte functii, cum ar fi cea de bariera capilara pentru a reduce efectul ciclurilor de inghet dezghet asupra pamanturilor gelive din terenul de fundare sau chiar patul drumului. Geotextilele (impregnate cu emulsii bituminoase) si geogrilele pot fi utilizate si pentru a intarzia propagarea fisurilor imbracamintilor rutiere bituminoase, atat pentru lucrari noi, cat si pentru repararea imbracamintilor existente. Utilizarea materialelor geosintetice determina in acest caz sporirea duratei de viata a imbracamintilor rutiere si scaderea costurilor de intretinere. Lucrari de cai ferate

La lucrarile aferente realizarii sau reabilitarii si modernizarii cailor ferate, materialele geosintetice sunt utilizate in principal pentru realizarea rambleelor pe terenuri de baza cu capacitate portanta redusa, largirea corpului rambleului, extinderea dimensiunilor platformei caii, cresterea portantei platformei liniilor existente la noile valori impuse de circulatia cu viteze si sarcini pe osie sporite.In cazul realizarii unor ramblee de cale ferata cu inaltimi mai mari sau din materiale de umplutura cu proprietati mecanice mediocre, stabilitatea taluzurilor este asigurata prin utilizarea armaturilor geosintetice.Largirea corpului rambleului, determinata de schimbarea pozitiei axei caii liniei de cale ferata in profil transversal sau de cresterea numarului de linii, se realizeaza prin completarea cu material de umplutura nou. Pentru limitarea suprafetelor de teren ocupate, noile taluzuri se pot realiza cu pante mai abrupte a caror stabilitate este asigurata tot prin utilizarea de materiale geosintetice. Pe reteaua de linii de cale ferata existenta sunt numeroase cazurile in care terasamentele au fost executate in conditii precare, din materiale coezive mediocre. Pe durata exploatarii liniilor, platforma caii a fost penetrata de piatra sparta din prisma de balastare a suprastructurii, formandu-se pungi de balast cu forme si dimensiuni variate, neregulate. Infiltrarea si stagnarea apelor meteorice in aceste pungi mentine pamanturile in conditii de umiditate ridicata si agraveaza starea tehnica a terasamentelor. Pentru armarea si consolidarea terasamentelor se executa lucrari de crestere a capacitatii portante a platformei cu materiale geosintetice, dublate de hidroizolarea si drenarea pungilor de balast (posibil a fi asigurate cu ajutorul materialelor geosintetice descrise in articolele precedente).

Geocompozite cu rol de drenaj Geotextilele, georetelele, geocompozitele de drenaj sunt materiale geosintetice cu functii hidraulice de filtrare si/sau drenare, alternativa la filtrele inverse si materialele granulare drenante traditionale. Geosinteticul cu rol filtrant permite trecerea fluidelor din masivele de pamant si umpluturi din materiale granulare, perpendicular pe planul sau, prevenind migrarea necontrolata a particulelor solide.In cadrul functiei drenante, materialul geosintetic trebuie sa colecteze si sa transporte fluidele in planul sau. Cele doua functii sunt deseori asociate una alteia, filtrul impiedicand patrunderea particulelor de pamant in dren si colmatarea acestuia. Materialele geosintetice care pot indeplini aceste roluri sunt geotextilele (filtru), georetelele (drenare) si geocompozitele de drenaj asociatii de georetele sau miezuri cu diferite forme si geotextile, cu functie complexa atat de filtrare, cat si de drenare. Tot in aceasta categorie ar putea fi incluse si asa-numitele geoconducte, tuburi de drenaj din materiale polimerice care asigura transportul fluidelor. Lucrarile ingineresti la care este necesara utilizarea filtrelor si drenurilor sunt extrem de variate: lucrari de sprijinire, drumuri si cai ferate, depozite de deseuri, constructii hidrotehnice, puturi filtre, piezometre, saltele drenante, bariere anticapilare, drenuri verticale pentru accelerarea consolidarii, prevenirea si remedierea alunecarilor de teren etc. Solutia traditionala implica utilizarea de materiale granulare sortate, pietris, nisip, balast, in mai multe straturi, de regula 3 pana la 5, care au dezavantajul de a ocupa un spatiu considerabil, necesita o punere in opera atenta si de multe ori laborioasa, nu pot fi instalate pe pante abrupte, iar costul materialelor plus transportul poate fi semnificativ. Avantajele utilizarii materialelor geosintetice pentru aceste functii sunt legate de excelentele proprietati fizice si mecanice, uniforme pe toata suprafata, de disponibilitatea lor, de instalarea facila si putin dependenta de conditiile climatice, de spatiul mic ocupat.

Geotextile Geotextilele sunt primele materiale geosintetice, utilizate inca din anii 50 pentru realizarea de filtre pentru protectii costiere. In Romania primele geotextile au inceput sa fie produse in 1973 si au fost utilizate in special in aplicatii hidrotehnice. Geotextilele sunt tesaturi permeabile realizate din fibre sau fire textile. Majoritatea sunt realizate din fibre sintetice, dar exista si geotextile realizate din fibre naturale (iuta, de exemplu, utilizate in special pentru protectii antierozionale). Polimerii utilizati sunt polipropilena, poliesterul, polietilena si poliamida sub forma de fibre sau fire (monofilament, multifilament etc.) Geotextilele pot fi: tesute, netesute, tricoturi, geotextile retea sau speciale. Pentru cea mai mare parte a geotextilelor, materia prima este prelucrata sub forma de filamente, fibre (rezultate din taierea filamentelor la lungimi diferite) si fire (obtinute prin asocierea filamentelor sau prelucrarea fibrelor). Pentru geotextilele speciale se utilizeaza si alte forme cum ar fi benzile taiate din folii sau benzi extrudate, foliile si elementele profilate din material plastic. Geotextilele netesute sunt paturi fibroase, cu structura tridimensionala, formate dintr-un aglomerat de fibre orientate dupa o anume directie sau la intamplare, consolidate prin diferite procedee: intertesere, termic, chimic, prin coasere tricotare. Caracteristica pentru geotextilele netesute, prin raport cu celelalte tipuri de geotextile clasice, este structura lor tridimensionala, care le confera proprietati filtrant - drenante foarte bune, similare cu cele ale mediilor poroase naturale. Geotextilele tesute sunt materiale cu structura bidimensionala, constituite din fibre dispuse intr-o retea regulata, ce rezulta din incrucisarea si intrepatrunderea a doua sisteme de fire: urzeala si batatura. Aspectul materialelor este identic cu al tesaturilor obisnuite. In raport cu numarul de fire si de incrucisari pe unitatea de suprafata, se obtin geotextile cu desime si grad de acoperire diferite si, implicit, cu permeabilitati diferite. Geotextilele sunt utilizate in special pentru functiile hidraulice, precum cele de drenare si filtrare, dar pot indeplini si alte de roluri, cum ar fi cele de separare, protectie, armare sau container. Pentru alegerea unui geotextil cu rol de filtrare este importanta permeabilitatea perpendiculara pe planul sau si deschiderea specifica a porilor (dimensiunea golurilor), iar pentru functie de drenare un rol important joaca permeabilitatea in planul geotextilului (transmisivitatea). In ambele cazuri rezistenta mecanica este, de asemenea, un criteriu de selectie (rezistenta la tractiune, la perforare, la compresibilitate etc.). Geocompozite de drenaj

Geocompozitele utilizate pentru drenaj sunt formate dintr-un geotextil cu rol filtrant si un miez prin care circula fluidul. Miezul poate fi constituit din: retele cu ochiuri (georetele), aglomerat de fibre sau monofilamente, miez cu proeminente (simetrice sau asimetrice), coloane sau miez ondulat.Miezul poate fi fabricat din polietilena, polipropilena sau poliamida (nylon). Se pot distinge drenuri fitil, care sunt drenuri verticale prefabricate utilizate in special pentru accelerarea consolidarii terenurilor slabe saturate si drenuri plane, folosite pentru situatiile in care curgerea fluidului este plana (in spatele zidurilor de sprijin, sub terenurile de sport, sub etansarile cu geomembrane, ca bariera anticapilara etc.). Utilizarile acestor tipuri de drenuri s-au inmultit o data si cu dezvoltarea unor produse specifice. Astfel, pe piata internationala sunt prezente produse si tehnologii speciale pentru drenarea incintelor pentru excavatii adanci (produsele fiind montate ca un cofraj pierdut si permitand priza betonului), pentru realizarea drenurilor de margine la sosele si autostrazi, pentru utilizari la terase, terenuri de sport, spatii de agrement etc. Produsele descrise mai sus sunt disponibile in mare masura si pe piata nationala de profil, ca si parte din tehnologiile aferente. O data cu extinderea utilizarii lor la diverse aplicatii in Romania, pe masura dezvoltarii cadrului normativ referitor la materialele geosintetice, se va reusi reducerea decalajului tehnologic intre tara noastra si Occident.

Georetele pentru control erozional Sunt materiale plane sau tridimensionale, realizate din polietilena de inalta densitate (HDPE) sau polipropilena (PP) care impiedica eroziunea taluzurilor, malurilor sau pentru stabilizarea haldelor de steril rezultate din activitatea miniera.

Domenii de utilizare:

- protectia taluzurilor si malurilor;- stabilizarea haldelor.

Avantajele utilizarii acestor materiale:

- protectia taluzurilor inainte de aparitiavegetatiei;- rezistente in timp la actiunea agentilorchimici si biologici;- punere in opera usoara, rapida, si fara costuri ridicate.

Geocelule Geocelulele sunt sisteme de confinare tridimensionale celulare, formate din benzi perforate si texturate (care imbunatatesc considerabilcaracteristicile materialelor de umplere). Aceste sisteme au multiple utilizari, printre care : cresterea capacitatii portante a terenurilor slabe, realizarea structurilor de sprijin, protectii de taluzuri si control erozional, protectii si aparari de maluri etc.Pentru a asigura o conlucrare ct mai buna cu materialul de umplere, materialul este texturat, iar golurile practicate in pereti asigura un drenaj eficient, permitnd dupa caz si dezvoltarea vegetatiei. Sistemul geocelular pentru protectii de taluz si protectii costiere confineaza, ranforseaza si retine stratul superficial de sol si materialul de umplere, controleaza miscarile si alunecarile provocate de fortele hidrodinamice si gravitationale. Confera o protectie eficienta a taluzului si confineaza materialul de umplere granular: nisip, pietris, bolovanis. Sporeste stabilitatea prin integrarea tendoanelor n cazul taluzurilor abrupte, amenajarilor costiere sau atunci cnd geomembrana sau un sol tare, bolovanos nu permite ancorarea cu tarusi metalici. Aplicatii : amenajarea rambleelor sau debleelor, aparari zone de coasta, bazine de retentie ape pluviale / ape reziduale, baraje, stavilare, protectie geomembrana, baza si acoperire depozite de deseuri, fatade diguri, cheiuri, protectie culee de pod.