gp 084 - 03 calcul hidraulic prag de fund

of 64 /64
MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCŢIILOR Şl TURISMULUI ORDINUL Nr. 642 din 23.10.2003 pentru aprobarea reglementării tehnice „Ghid pentru dimensionarea pragurilor de fund pe cursurile de apă", indicativ GP 084-03 În conformitate cu prevederile art. 38 alin. 2 din Legea nr. 10/1995 privind calitatea în construcţii, cu modificările ulterioare ale art. 2 pct. 45 şi ale art. 5 alin. (4) din Hotărârea Guvernului nr. 740/2003 privind organizarea şi funcţionarea Ministerului Transporturilor, Construcţiilor şi Turismului, Având în vedere avizul nr. 17/20.05.2003 al Comitetului Tehnic de Specialitate, Ministrul transporturilor, construcţiilor şi turismului emite următorul ORDIN: Art. 1.-Se aprobă reglementarea tehnică „Ghid pentru dimensionarea pragurilor de fund pe cursurile de apă", indicativ GP 084-03, elaborată de S.C. I.P.T.A.N.A. S.A. - Bucureşti şi prevăzută în anexa 1 care face parte integrantă din prezentul ordin. Art. 2. - Prezentul ordin va fi publicat în Monitorul Oficial al României, Partea l. Art. 3. - Direcţia Generală Tehnică va aduce la îndeplinire prevederile prezentului ordin. MINISTRU, MIRON TUDOR MITREA ' Anexa se publică în Buletinul Construcţiilor editat de Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare în

Author: d3lirium

Post on 26-Jul-2015

478 views

Category:

Documents


16 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCIILOR l TURISMULUI

ORDINUL Nr. 642 din 23.10.2003

pentru aprobarea reglementrii tehnice Ghid pentru dimensionarea pragurilor de fund pe cursurile de ap", indicativ GP 084-03n conformitate cu prevederile art. 38 alin. 2 din Legea nr. 10/1995 privind calitatea n construcii, cu modificrile ulterioare ale art. 2 pct. 45 i ale art. 5 alin. (4) din Hotrrea Guvernului nr. 740/2003 privind organizarea i funcionarea Ministerului Transporturilor, Construciilor i Turismului, Avnd n vedere avizul nr. 17/20.05.2003 al Comitetului Tehnic de Specialitate, Ministrul transporturilor, construciilor i turismului emite urmtorul

OR DIN:Art. 1.-Se aprob reglementarea tehnic Ghid pentru dimensionarea pragurilor de fund pe cursurile de ap", indicativ GP 084-03, elaborat de S.C. I.P.T.A.N.A. S.A. - Bucureti i prevzut n anexa1 care face parte integrant din prezentul ordin. Art. 2. - Prezentul ordin va fi publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea l. Art. 3. - Direcia General Tehnic va aduce la ndeplinire prevederile prezentului ordin.MINISTRU, MIRON TUDOR MITREA' Anexa se public n Buletinul Construciilor editat de Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare n Construcii i Economia Construciilor

3

MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCIILOR l TURISMULUI

GHID PENTRU DIMENSIONAREA PRAGURILOR DE FUND PE CURSURILE DE AP INDICATIV GP 084-03

Elaborat de:

S.C. I.P.T.A.N.A. SA-Bucureti Director general: Director genera, adjunct: Colectiv de elaborare:dr ing Corne| MAR|NCU

.

prof. dr. ing. Romeo CIORTAN ing. Matilda TICHIE ing. Constantin SIMESCU ing. Gabriela OPREANU

Avizat de:

DIRECIA GENERAL TEHNIC Director general: Responsabil de tem:4

ing. Ion STNESCUing

Georgeta VASILACHE

CUPRINSCap. 1. Prevederi generale ......................................................................................................... 7 1.1. Obiectul ghidului ............................................................................................... 7 l .2. Domeniul de aplicare al ghidului ............................................................................................... 8

14 2.6. Date despre sursele locale de materiale de construcii .... 15 2.7. Studiul pedologie............................................................ 15 2.8. Studiu ecologic................................................................ 15Cap. 3. Alctuirea constructiv a pragurilor de fund deasupra talvegului .......................................................... 163.1. Pragul deversor .............................................................. 17 3.2. Bazinul disipator............................................................. 19 3.3. Pragul disipator............................................................... 21 3.4. Risberma ........................................................................ 22

5

1.3. Utilizatorii ghidului ............................................................................................... 8 l .4. Alinierea la norme europene ............................................................................................... 9Cap. 2. Date i studii necesare proiectrii.................................... ........................................................................................................ 102.1. Cadrul general................................................................. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5.

10 Studii topohidrografice ................................................... 11 Studii hidrologice............................................................ 13 Studii hidraulice.............................................................. 13 Studii geotehnice i hidrogeologice..................................

3.5. Aprrile de mal............................................................. 22 3.6. Adaptri la condiiile existente ....................................... 23

Cap. 4. Prescripii de proiectare ale pragului de fund................. 244.1. Clasificarea pragurilor ................................................... 24 4.2. Criterii privind amplasarea pragurilor de fund ............... 25 4.3. Condiii de fundare a pragurilor...................................... 26 4.4. Controlul infiltraiilor..................................................... 27

GHID PENTRU DIMENSIONAREA PRAGURILOR DE FUND PE CURSURI DE AP

Indicativ GP 084-03

Cap. 1. - PREVEDERI GENERALE 1.1. Obiectul ghiduluiObiectul ghidului este de a prezenta prescripiile generale de proiectare (alctuirea, amplasarea i calculul hidraulic) a pragurilor de fund. Ghidul urmrete i armonizarea cu normele europene existente n domeniu. Pragul de fund este o lucrare de regularizare a albiei care se execut transversal pe toat limea albiei, n scopul meninerii talvegului la o cot necesar, n amonte de lucrare, prin reducerea vitezei curentului i limitnd afuierile n adncime. Pragul de fund protejeaz patul i malurile albiei mpotriva eroziunilor i prin amplasarea sa n avalul unor construcii contribuie la meninerea stabilitii acestora. Proiectarea pragurilor de fund se va face n conformitate cu prevederile Legii 10/1995 urmrindu-se realizarea i meninerea pe ntreaga durat de existen a construciei, a cerinelor de calitate obligatorii: rezistena si stabilitatea, sigurana n exploatare i igiena, sntatea oamenilor, refacerea i protecia mediului. Pragurile de fund se vor proiecta cu respectarea Normativului privind proiectarea lucrrilor de aprare a drumurilor, cilor ferate i podurilor mpotriva aciunii apelor curgtoare i lacurilor" -NP 067/2002.Aprobat de: MINISTRUL TRANSPORTURILOR,C NT UL R OS R CI O I

4.5. Accidente posibile pe parcursul execuiei exploatrii i msurile de remediere................................................ 27 4.6. Urmrirea comportrii n timp a pragurilor de fund ....... 29 Cap. 5. Proiectarea pragurilor de fund ....................................... 30 5.1. Dimensionarea hidraulic .............................................. 30 5.2. Calculul hidraulic al cderilor cu mai multe trepte.......... 46 5.3. Indicaii privind determinarea aproximativ a adncimii de afuiere a albiei n bieful aval ..................... 46 5.4. Calcule privind infiltraiile apei la pragurile de fund....... 50 5.5. Calculul de stabilitate a pragului de fund........................ 53 Cap. 6. Verificarea construciilor din zon, ce sunt influenate de pragurile de fund.......................................................... 58 Cap. 7. Soluii constructive aplicate ............................................. 58 Cap. 8 - Anexe Lista principalelor standarde, ghiduri i reglementri tehnice n vigoare, care se aplic la proiectarea lucrrilor de aprare a drumurilor, cilor ferate i podurilor rutiere....... 68 Cap. 9. Bibliografie ...................................................................... 716

Elaborat deS.C. I.P.T.A.N.A. S.A.-Bucureti

TURISMULUI, cu ordinul nr. 642 din 23.10.2003 7

Conform legii nr. 10/1995, documentaia i caietul de sarcini cu cerinele de calitate obligatorii a materialelor de execuie vor fi verificate de verificator atestat de organele abilitate prin lege. Proiectantul va stabili fazele determinante de control a execuiei, i beneficiarul le va prezenta inspeciei n construcii spre avizare. Execuia pragurilor va fi realizat de personal calificat i instruit pentru acest gen de lucrri, condus de responsabili cu calitatea, atestai tehnic.

1.4. Alinierea la norme europeneNu exist Eurocoduri care se refer la pragurile de fund. Pentru proiectarea unor elemente ale pragurilor de fund se pot folosi Normele europene. n vederea armonizrii prescripiilor i alinierea la normele europene, standardele i reglementrile tehnice n vigoare n Romnia, se vor aplica i respecta n concordan cu Eurocodurile urmtoare: EN 1990 : 2002 Eurocode - Bazele proiectrii structurilor; EN 1991 : 2002 Eurocode 1 - Aciuni asupra structurilor (densiti; greuti proprii; solicitri exterioare, aciuni pe durata execuiei i accidentale; aciuni ale utilajelor de exploatare); ENV 1992 : 1998 Eurocode 2 - Proiectarea structurilor din beton (reguli generale; elemente prefabricate i structuri; agregate utilizate; fundaii); ENV 1997 : 1999 Eurocode 7 - Elemente geotehnice (reguli generale; teste de laborator; determinri/studii n teren); ENV 1998 : 1994 Eurocode 8 - Proiectarea structurilor rezistente la cutremur (reguli generale; aciuni i solicitri seismice; reguli specifice pentru diverse materiale i structuri; consolidri i reparaii ale structurilor; fundaii i elemente de susinere/sprijinire). Un extras al standardelor de specialitate specifice, aplicate n Romnia, este prezentat n anexe (cap. 8). Proiectarea construciilor trebuie s fie n conformitate i cu Directiva Consiliului nr. 89/106/CEE cu privire la armonizarea legilor, reglementrilor i prevederilor legislative ale Statelor Membre referitoare la produsele de construcii, modificat prin Directiva 93/68. Produsele trebuie s fie adecvate pentru lucrrile de construcii potrivit scopului, lundu-se n considerare cerinele eseniale, care trebuie satisfcute pentru o perioad rezonabil din punct de vedere economic, i anume de stabilitate, rezisten mecanic i de siguran n exploatare.9

1.2. Domeniul de aplicare al ghiduluiGhidul se aplic n toate situaiile n care este necesar oprirea eroziunii fundului albiei, prin ridicarea cotei acestuia n zona unor lucrri, ameninate de acest fenomen. Pragul de fund are drept scop micorarea vitezei apei i colmatarea local, n amonte de prag, a fundului albiei. Astfel se reface talvegul la cote iniiale sau impuse de condiiile de exploatare a unor obiective din zon. Ghidul se aplic la proiectarea lucrrilor de aprare a reelelor de transporturi rutiere sau cale ferat ce traverseaz cursurile de ap sau sunt n lungul malului rului, precum i pentru conductele amplasate n situaii similare. De asemenea, se poate aplica la lucrrile de regularizare a rurilor, n zonele n care sunt necesare micorri ale vitezei apei.

1.3. Utilizatorii ghiduluiUtilizatorii poteniali ai ghidului sunt toi cei interesai de lucrri n albie: proiectanii care elaboreaz proiecte, verificatorii de proiecte, experii tehnici, responsabilii tehnici de execuie i exploatare, beneficiarii lucrrilor, organele administraiei publice centrale i locale cu atribuii n domeniu (ministere, consilii judeene i locale), CN Apele Romne. Ghidul pune la dispoziie elemente teoretice i constructive privind aceste lucrri.8

Cap. 2. - DATE I STUDII NECESARE PROIECTRII 2.1. Cadru generaln vederea proiectrii pragurilor de fund sunt necesare urmtoarele date sau studii: - topohidrografice; - hidrologice; - hidraulice; - geotehnice i hidrogeologice; - surse locale de materiale de construcii; - ecologice i pedologice. n funcie de amploarea lucrrilor i a condiiilor naturale sunt necesare date sau studii legate de analiza evoluiei formei albiei n condiiile de amenajare actual i de perspectiv. Pentru elaborarea temelor necesare ntocmirii acestor date sau studii este necesar recunoaterea terenului. La recunoaterea terenului se urmresc urmtoarele: - stabilirea scopului lucrrilor hidrotehnice i lungimea sectorului de aplicare; - efectuarea releveului i stabilirea strii lucrrilor de aprare existente n zona studiat; - delimitarea zonei pe care urmeaz s se execute studiile topohidrografice i stabilirea poziiei profilelor transversale; - identificarea construciilor, amenajrilor i proprietilor; - examinarea naturii acoperirilor n albie, n vederea aprecierii coeficientului de rugozitate corespunztor, difereniat pentru albia minor i albia major; - identificarea naturii terenului la suprafa i stabilirea studiilor geotehnice necesare; - examinarea comportrii n timp a lucrrilor de aprare existente i efectele acestora; - identificarea nivelurilor maxime istorice, nregistrate pe cursul de ap i efectele asupra zonei; 10

- culegerea de informaii privind modificrile de traseu ale albiei n timp; - stabilirea surselor de materiale locale, a posibilitilor de exploatare i distanele de transport; - stabilirea amplasamentului pentru organizarea antierului; - stabilirea posibilitilor de acces n albie pentru execuia lucrrilor; - culegerea de date referitoare la elementele de mediu, privind situaia faunei i florei specifice n amplasamentul lucrrii i aprecierea efectelor de poluare a mediului nconjurtor, cauzate de execuia lucrrilor (ex.:existena unor lucrri de captare a apei i posibile consecine asupra stabilitii acestoratehnologic i constructiv).

2.2. Studii topohidrograficeRidicrile topohidrografice se vor raporta la nivelmentul general al rii. Cnd se adopt un nivel de comparaie convenional, acesta se va materializa pe teren cu 2-3 borne. Pe planul de situaie se vor meniona bornele cu cotele lor i eventual se va ntocmi i o schi de reperaj a bornelor dac este necesar. Planul de situaie se va ntocmi la scara l : 500 sau l : 1000 n funcie de suprafaa de raportat i importana construciei ce se proiecteaz. Planul va cuprinde: - cote sau curbe de nivel pentru redarea reliefului; - limitele albiei minore, identificate pe teren i din informaii; - limitele albiei majore la nivelul maxim al apelor, identificate din informaii; - linia oglinzii apei la data efecturii msurtorilor; - contururile ostroavelor, grindurilor sau denivelrilor mari, pentru nivelul minim i maxim cunoscut; - contururile tuturor accidentelor de teren (stnci, gropi etc.); - construcii existente (cldiri, diguri, conducte, canale, praguri etc.); - detalierea cotelor n zonele de degradare sau eroziune; 11

- baza de msurtori, care va fi utilizat i pentru trasarea lucrrilor proiectate; - delimitarea proprietilor i proprietarii respectivi; - natura terenului din albie.

2.3. Studii hidrologicePrincipalele caracteristici hidrologice care intervin direct n proiectare sunt: - debitele maxime cu asigurarea de calcul n regim natural sau n regim amenajat, dup caz, conform STAS 4068/2; - inundabilitatea terenurilor la debite maxime de calcul, n situaia existent i n regim amenajat; - nivelul maxim nregistrat (nivelul maxim istoric); - coeficienii de rugozitate, att n albia minor ct i n cea major; - pantele suprafeei libere a apei, eventual ale talvegului; - evoluia morfologic a albiei minore, regimul de depuneri i afuieri n albie; - regimul de iarn al cursului de ap, cu zonele de formare a zpoarelor, frecvenei acestora, grosimii podului de ghea, curgerii gheurilor n sectorul studiat; - debitele medii i minime necesare calculului de nivel al apei, pentru proiectarea lucrrilor provizorii. Datele hidrologice pentru ruri vor fi obinute de la unitile abilitate (C.N. Apele Romne, l.N.M.H. sau de la unitile teritoriale de gospodrire a apelor).

Suprafaa - care se raporteaz trebuie s se realizeze pn la limita de influen a remuului noii amenajri proiectate. Profilele transversale se vor ridica la scara l : 100 sau l : 200, un numr suficient de mare pentru a modela ct mai fidel zona. Se vor executa din mal n mal i vor depi cu 2 m nivelul maxim cunoscut (conform STAS 8593 art. 2. l .8). Se va executa obligatoriu un profil n seciunea postului hidrometric (dac este n zon), reperndu-se 0" mir fa de sistemul de referin al ridicrii topografice. Profilele transversale se vor face n dreptul podurilor, ostroavelor, grindurilor sau denivelrilor mari, accidentelor de teren etc. La pragurile de fund proiectate pentru stabilizarea infrastructurii podurilor se vor ridica: - minim un profil transversal nchis amonte de pod; - un profil transversal nchis n axul podului, care va meniona cota intrados pod, cota rostului fundaie-elevaie pile pod, cota rostului fundaie-elevaie culei; - minim trei profile transversale aval de pod. n cazul a dou poduri apropiate analiza se va face pentru amndou. Pe profilele transversale se vor specifica natura terenului i tipul de vegetaie, nivelul apei la data ridicrii, lucrrile existente pe maluri i n albie i starea acestora. Obligatoriu pe profilul transversal se va poziiona axul bazei de msurtori. Profilul longitudinal prin talvegul albiei va cuprinde i cotele malurilor, suprafaa apei la data ridicrii, lucrrile existente n albia minor i major.

2.4. Studii hidrauliceStudiul hidraulic se face pe zona de influen a lucrrii proiectate. Pentru nceput se face studiul hidraulic n regim natural. Dup stabilirea soluiei proiectate se face din nou studiu hidraulic n regim amenajat, comparnd vitezele i nivelurile apei cu cele din regim natural. Rezultatele vor fi utilizate la proiectare. n cazul n care urmeaz a se proiecta lucrri complexe sau de importan major, a cror influen asupra cursului de ap este dificil de apreciat prin calcule, se vor efectua studii de laborator pe modele fizice.

12

13

2.5. Studii geotehnice i hidrogeologiceStudiile geotehnice i hidrogeologice se vor ntocmi pe baza temei emis de proiectant, pentru a furniza date cu privire la stabilirea caracteristicilor necesare dimensionrii lucrrilor (conform STAS 1242/1). Studiile vor cuprinde n principal, urmtoarele date: - geomorfologia zonei (descrierea principalelor forme de relief, eventual direcia i modalitatea de evoluie a acestora n viitor); - structura geologic (stratificaia terenului); - ncadrarea seismic dup P100-92; - caracteristicile fizico-mecanice ale pmntului din fiecare strat (granulozitatea, parametri de rezisten la forfecare unghiul de frecare interioar, coeziunea - limitele de plasticitate, gradul de ndesare, greutatea volumic a pmntului, modulul de deformaie liniar, umiditatea); - presiunea admisibil pe terenul de fundare i propuneri de soluii de fundare; - condiii de spare; - condiii de compactare; - caracteristicile hidrogeologice (coeficientul de filtraie, nivelul apei freatice ntlnit n foraje, chimismul apei subterane). n funcie de importana i caracteristicile lucrrii, precum i de faza de proiectare, se va preciza amploarea studiului geotehnic i hidrogeologic. Amplasamentele profilelor transversale i ale forajelor se vor marca pe planul de situaie. Forajele vor fi cotate n sistemul de referin al ridicrilor topografice. Adncimea forajelor se va stabili dup natura terenului i importana lucrrii, n situaia cnd studiile geotehnice premerg ridicrilor topografice, forajele se vor raporta la puncte fixe cu caracter permanent, care se vor repera i cota cu ocazia ridicrilor topografice.14

n zone cu material granular adncimea de forare va fi de cel puin dou ori adncimea de afuiere.

2.6. Date despre sursele locale de materiale de construciiAceste studii stabilesc rezervele de materiale locale cu caracteristicile lor, influena lor asupra sntii oamenilor i mediului, condiiile de exploatare, distanele i mijloacele de transport, punerea lor n oper. In funcie i de acest studiu se definitiveaz soluia constructiv a amenajrii de prag.

2.7. Studiul pedologieStudiul pedologie trebuie s stabileasc tipurile de sol, caracteristicile lor i condiiile n care se poate dezvolta vegetaia utilizat la protecia malurilor.

2.8. Studiu ecologicStudiul ecologic trebuie s dea indicaii privind protejarea florei i faunei existente. Pentru reducerea impactului asupra ecosistemelor, cnd apa curgtoare este populat cu peti, iar nlimea deversorului depete posibilitatea acestora de a trece din bieful aval n bieful amonte, se recomand prevederea scrii de peti. Astfel se d posibilitatea migrrii petilor din aval spre amonte de prag.

15

Cap. 3. - ALCTUIREA CONSTRUCTIV A PRAGURILOR DE FUND DEASUPRA TALVEGULUIAmenajarea unui prag de fund implic realizarea unui ansamblu de construcii care s conduc la: reducerea vitezelor, reducerea pantei apei i colmatarea albiei n amonte de pragul de fund, revenirea n aval la vitezele iniiale. Amenajarea este alctuit din: prag deversor; lucrri de disipare: - bazin disipator; - prag disipator (prag aval); risberm; lucrri de aprare a malurilor. Pierderile de sarcin corespunztoare fiecrui element al amenajrii sunt indicate n figura urmtoare (fig. l.).

3.1. Pragul deversorEste componenta determinant cu care se realizeaz ruperea de pant. Cota coronamentului pragului se stabilete funcie de cerinele profilului longitudinal necesar n amonte. Aceast cot determin diferena de nivel ntre amonte i aval. Dac diferena de nivel este mai mic dect 3,00 m, amenajarea pragului se poate face cu o treapt de cdere. Dac diferena de nivel este mai mare dect 3.00 m, amenajarea pragului se recomand s se proiecteze cu mai multe trepte de cdere. Clasificarea pragului deversor poate fi:a) dup forma profilului transversal, pragurile deversoare

se clasific n: praguri deversoare cu profil practic (dreptunghiular, trapezoidal);

beton monolit;

prefabricate de beton simplu sau beton armat; saci de geosintetic umplui cu material local.

Alegerea materialului i a tipului de construcie se va face funcie de viteza de curgere din albie. Toate materialele vor fi rezistente la nghe-dezghe.

Pragurile poligonale au ca scop mrirea lungimii crestei de deversare. Cnd albia este ngust pentru a putea evacua debitul maxim cu o grosime de lam de ap mai mic, ceea ce este benefic n cazul albiilor cu maluri joase. c) dup materialul sau elementele de construcie folosite pragurile sunt realizate din: anrocamente; gabioane;

3.2. Bazinul disipatorEste amplasat la piciorul aval al pragului deversor, pe o lungime n care s se produc disiparea celei mai mari pri a energiei apei, prin dezvoltarea saltului hidraulic n apropierea lucrrii (salt necat). Pentru formarea saltului hidraulic necat bazinul disipator poate fi realizat n funcie de condiiile de racordare cu bieful aval, n urmtoarele variante: a) adncire fa de talveg; b) prag disipator n aval deasupra talvegului; c) adncire parial de talveg i prag disipator. Bazinele disipatoare, n funcie de materialul folosit, pot fi: a) din saltea de gabioane placate cu beton; b) realizate din prefabricate umplute parial cu beton; c) realizate din beton monolit. 19

3.3. Pragul disipatorEste amplasat la captul aval al bazinului disipator i are rolul de a influena formarea saltului necat prin elementele stabilite la proiectare. Pragul disipator se studiaz: din punctul de vedere al materialului folosit sau al elementelor de construcie, din: - gabioane; - beton monolit; - prefabricate; din punct de vedere al continuitii coronamentului: - continuu; - dinat.21

3.4. RisbermaSe realizeaz o albie cu o rugozitate mare care asigur protecia fundului albiei n aval de pragul disipator prin reducerea macropulsaiilor de presiune i vitez provocate de saltul hidraulic. Ea are rolul de a mpiedica avansarea eroziunilor dinspre aval spre amonte, fiind un element elastic care se muleaz pe profilul creat de eroziune, protejndu-l. Risberma se poate realiza din: - prefabricate de beton; - anrocamente avnd dimensiunile n funcie de viteza apei n aval de bazinul de disipare; - saci din geotextil umplui cu material local; - saltea din gabioane. Lungimea risbermei va fi aa de mare nct s se realizeze n seciunea final o valoare a vitezei apei egal cu viteza n regim natural, la debitul maxim de calcul.

execuie legate de modul de deviere a apelor, amenajarea unui prag de fund poate s fie orice combinaie ntre orice tip de prag deversor cu orice tip de bazin de disipare a energiei i orice tip de prag disipator.

3.6. Adaptri la condiiile existente3.6.1. n situaia n care ntre bieful amonte i bieful aval este o diferen mare de nivel, realizarea cderii printr-o unic treapt necesit o structur de mari dimensiuni cu probleme deosebite legate de asigurarea stabilitii i a proteciei construciei la vitezele mari ale curentului de ap din zon. n acest caz amenajarea se poate realiza cu mai multe trepte cu nlimi mai mici (fig. 9.).

3.5. Aprrile de malAprrile de mal au rolul de a asigura stabilitatea malurilor i de a mpiedica erodarea acestora n zonele de ncastrare a umerilor pragului, precum i n zonele de viteze mari ce se dezvolt n bazinul disipator i n zona ei. n amonte de pragul deversor viteza apei este mai mic fa de situaia din regim natural, n timp ce n aval i n special pe lungimea saltului hidraulic viteza crete. In acest sens aprarea de mal amonte de pragul de fund are rol preponderent de dirijare a apei, iar n aval, rolul principal este de meninere a stabilitii malurilor. Aprrile de mal vor fi elastice (din gabioane) pentru a elimina inconvenientele lsrilor neuniforme n albie i se vor ncastra n maluri stabile. In cazul malurilor instabile ele au i rol de susinere i consolidare. Pentru o situaie morfogeologic concret n albie, n funcie de materialele de construcie disponibile n zon i posibilitile de22

Pragurile de fund n trepte se aplic i la regularizarea rurilor, unde este necesar realizarea unor viteze mici pe un anumit sector. Elementele de alctuire principial ale pragului de fund rmn aceleai, repetndu-se pentru fiecare treapt astfel: - pragul disipator al primei trepte devine prag deversor pentru treapta a doua i n mod similar pentru urmtoarele; - ntreaga amenajare se va ncheia n aval cu risberma. 3.6.2. n funcie de condiiile de teren, de cerinele de nivel ale pragului i respectiv ale nlimii cderii i al debitului ce trebuie tranzitat pot lipsi unele pri enunate mai sus, astfel: - bazinul disipator de energie, cnd nlimea pragului deversor este mic i vitezele apei nu provoac antrenri ale materialului din albie;23

- pragul disipator, dac nu este necesar din calculul hidraulic; - zidurile de dirijare i protecie, n cazul n care malurile, alctuite din material care ofer posibilitatea unei ncastrri corespunztoare a umerilor pragului, fr riscul de a fi afuiai i ocolii de curentul apei prin prile laterale; - cnd este vorba de cderi mici i calculul hidraulic arat c vitezele apei nu vor provoca eroziuni ale materialului n aval de lucrare.

4.2. Criterii privind amplasarea pragurilor de fundAmplasarea pragurilor trebuie s satisfac urmtoarele condiii: - n aval de zona pe care se urmrete realizarea unui nou profil longitudinal al albiei. Distana la care se amplaseaz pragul de fund n aval de lucrarea existent sau zona de interes, rezult dintr-un calcul tehnico-economic; - s asigure condiii pentru o fundare ct mai simpl i economic; - se alege o seciune de curgere ct mai ngust pentru a se realiza o construcie scurt; - n amonte de lucrare albia s prezinte o lrgire (raz hidraulic mic) care s permit reducerea vitezei de acces i depunerea materialului solid antrenat; - traseul amonte i aval al albiei s fie rectiliniu pe o lungime de civa zeci de metri pentru ca la viitur, pragul de fund aezat normal pe curent, s aib capacitatea de curgeremaxim;

Cap. 4. PRESCRIPII DE PROIECTARE ALE PRAGULUI DE FUND 4.1. Clasificarea pragurilorPragurile de fund sunt construcii cu ajutorul crora se realizeaz un anumit profil longitudinal al albiei, la cote impuse, prin limitarea afuierilor n adncime. Pragurile de fund pot fi: praguri de fund ngropate, care au cota superioar la nivelul talvegului, urmrindu-se meninerea profilului longitudinal existent al albiei, mpiedicnd coborrea patului albiei (vezi ghid NP 067/2002). Aceste lucrri se prevd n general pentru meninerea talvegului albiei n zona unor lucrri de aprare, a unor construcii pe maluri, a unor conducte ngropate n albie etc.; praguri de fund deasupra talvegului, care urmresc s refac

- malurile s fie stabile pentru evitarea unor prbuiri ulterioare; - s nu produc amplificarea fenomenelor de iarna; - s nu produc inundaii la ape mari.

sau s realizeze un nou profil longitudinal al albiei ntr-o zon unde este necesar acest lucru. Ele se execut n general cu nlimi mici (0,1 - 0,2) h, unde h este adncimea albiei minore. Acestea pot avea nlime mai mare dac rurile transport un debit solid trt mare. Pentru proiectarea acestor lucrri sunt necesare calcule hidraulice i de stabilitate mai complexe.24

n aliniament, pragurile de fund se realizeaz perpendicular pe direcia de curgere. In curbe, pragurile de fund sunt uor nclinate pentru a dirija curentul de ap spre malul convex. n cazul pragului de fund n avalul podurilor construite pentru ridicarea cotei talvegului n albie la cota rost fundaie - elevaie pil, construcia se va amplasa la 20-40 m distan de pod astfel nct efectul pragului n amonte s se resimt ct mai repede. Stabilitatea infrastructurii podurilor este influenat negativ de eroziunea talvegului albiei. Acest fenomen se amplific n situaiile n care lucrrile din albie mresc puterea de eroziune a curentului. De exemplu, exploatrile balastiere n albie mresc panta hidraulic i accelereaz procesul de eroziune cu tendin de evoluie spre amonte. De aceea, se impune ca exploatarea balastierei s se poziioneze la o distan minim fa de lucrarea din albie. Ordinul Ministrului Transportului nr. 48/1998 cap. 3.2 precizeaz amplasarea unei balastiere noi la minim l km amonte de pod i minim 2 km n aval de pod. n cazuri de complexitate deosebit amplasamentul i dimensiunile pragurilor de fund se vor stabili pe baz de ncercri hidraulice de laborator.

Trebuiesc folosite pe ct posibil situaiile favorabile ale terenului: praguri naturale, zone cu teren de fundare mai bun, contur favorabil al seciunii albiei etc.

4.4. Controlul infiltraiilorCu pragurile de fund nu se urmrete retenia apei n amonte, ci modificarea pantei de curgere, acceptndu-se eroziunea intern n terenul de fundare i n maluri, astfel nct s nu se produc afuierea materialului de sub fundaie i destabilizarea construciei. Controlul infiltraiilor pe sub lucrare sau prin prile laterale se va realiza prin: - lungimea drumului pe care apa l parcurge din amonte spre aval, pe sub lucrare sau prin jurul acesteia. Lungimea de infiltraie a apei va putea fi mrit cu pinteni sau diafragme; - ecrane din palplane, perei mulai, voaluri, sau nlocuire de material. Acestea se vor realiza pn la stratul impermeabil, sau de o adncime care s reduc convenabil gradientul vitezei; - saltele impermeabile n amonte i/sau n aval; - filtre din material granular sau din materiale geosintetice. Se vor adopta, dup caz, combinaii ale acestor metode. Se va da o atenie deosebit soluiilor de fundare n cazul terenurilor nisipoase fine sau prafurilor argiloase.

4.3. Condiii de fundare a pragurilorFundarea pragului se va face n mod corespunztor cerinelor fiecruia dintre principalele lui elemente, astfel nct: - cota de fundare s se afle ntr-un strat al terenului n care s se asigure stabilitatea construciei cu tasri n limita admisibil. Tasrile admisibile vor fi n funcie de felul structurii: rigid sau elastic; - s fie asigurat cota de nghe, n cazul fundrii structurilor rigide, pe roci impermeabile; - s se elimine sau s se limiteze fenomenul de eroziune intern n terenul de fundare i n maluri. n cazul cnd terenul nu permite fundarea direct, poate fi utilizat i fundarea prin intermediul coloanelor, piloilor, baretelor. 26

4.5. Accidente posibile pe parcursul execuiei, exploatrii i msurile de remediere4.5.1. Amenajarea pragurilor de fund se execut de obicei prin devierea rului. Se recomand ca execuia lucrrilor s se fac n perioadele cu ape sczute, la adpostul unor batardouri. Cota coronamentului digului este stabilit pentru un debit mediu multianual estimat pentru perioada din an n care se execut 27

lucrarea. La calcul se ine seama de seciunea real de curgere a rului pe perioada execuiei. Sunt situaii n care, n special din lipsa fondurilor, se ntrerup lucrrile ntr-o anumit faz de execuie. Acest lucru poate duna att lucrrii executate ct i lucrrilor existente n zon. Dac acest lucru se ntmpl, este absolut necesar conservarea lucrrilor executate, asigurndu-se fonduri pentru conservarea i reluarea lucrrilor. Uneori execuia lucrrilor se prelungete n timp din diferite motive. Dac pe perioada de execuie lucrrile din albie sunt surprinse de o viitur, consecinele sunt grave ntruct albia este obturat parial de lucrare, n funcie de mrimea viiturii apar direct proporional i aspecte negative: - eroziuni n seciunea micorat cu lucrarea n execuie; - depuneri n incinta de execuie ndiguit. Dac eroziunile sunt mari pot produce deplasri ale tronsonului executat. In acest caz se consolideaz tronsonul cu o plombare cu beton sub fundaia respectiv i o supralrgire pentru asigurarea stabilitii. Dac deplasarea este mare se dispune demolarea pragului cu pstrarea fundaiei care se va consolida i refacerea elevaiei cu racordarea la tronsonul adiacent neafectat de viitur. Depunerile n incint nu creeaz probleme de stabilitate. Ele se vor elimina din amplasament dup care se poate continua lucrarea. Alt soluie de dirijare a rului pe perioada de execuie, dup executarea pragului de fund pe jumtate de albie, este realizarea unei galerii n corpul pragului la cota talvegului rului. Prin aceast galerie tranziteaz debitul din bazinul respectiv pe perioada execuiei pragului de fund pe restul albiei. La terminarea lucrrilor, aceast galerie obligatoriu se va nchide. Aceast metoda are avantajul c lucrrile provizorii nu sunt lucrri de amploare, neridicnd nivelul apei n amonte de prag pe timpul execuiei. De asemenea se pot folosi tehnologii de deviere ca: diguri fuzibile, executarea pe trepte de nlime etc.

4.5.2. n cazul unor viituri se pot produce deteriorri ale pragurilor de fund. n astfel de situaii se studiaz de la caz la caz refacerea acestuia. Seciunea veche a pragului se include ntr-o seciune nou care s redea funcionalitatea pragului, sau se proiecteaz un nou prag de fund, imediat aval de cel avariat (care va fi acoperit de materialul de colmatare amonte de noul prag).

4.6. Urmrirea comportrii n timp a pragurilor de fundPentru a interveni ntr-un stadiu uor de reparat se recomand urmrirea comportrii n timp a pragurilor de fund. n acest scop, pe coronament, se poziioneaz reperi spre fiecare mal i n deschiderea central, care la recepia lucrrii se vor raporta cu cote fa de un reper vizibil, stabil, existent pe mal. Beneficiarul va ntocmi o schi de reperaj cu aceti reperi. Periodic i obligatoriu dup fiecare viitur se vor citi cotele pe reperii de pe coronamentul pragului. Aceste citiri dau imaginea deplasrilor eventuale ale tronsoanelor pragului din amplasament. La deplasri mai mari de 2-3 cm se va ntiina proiectantul general. De asemenea, se va urmri ca bazinul de disipare a energiei s fie decolmatat periodic. n general, bazinele disipatoare se colmateaz. Viiturile aduc plutitori care pot fi reinui n bazinele disipatoare de energie. Se recomand curarea bazinelor disipatoare n cazul n care sistemul constructiv nu permite autocurarea. ntreinerea bazinelor disipatoare de energie intr n sarcina beneficiarului. n cazul unor viituri, exist pericolul antrenrii materialului. Aceasta trebuie completat, rolul ei fiind foarte important pentru meninerea stabilitii pragului.

28

29

Cap. 5. PROIECTAREA PRAGURILOR DE FUNDAsigurarea de calcul i de verificare stabilite conform STAS 4273, STAS 4068-2, HGR 766/1997 Anexa 3 i Regulamentul privind stabilirea categoriei de importan a construciilor, determin elementele de calcul privind dimensionarea hidraulic a pragurilor de fund. Relaiile pentru calculele hidraulice care sunt prezentate n ghid nu sunt limitative. Se recomand s se aplice i alte relaii din literatura de specialitate pentru verificarea corectitudinii rezultatelor i mbuntirea soluiilor constructive.

5.1. Dimensionarea hidraulicDimensionarea hidraulic a pragurilor de fund se efectueaz dup principiile de calcul ale barajelor deversoare. Problemele hidraulice care se pun n cazul pragurilor de fund sunt legate de disiparea energiei la racordarea cu bieful aval. Fiind vorba de trecerea de la un regim de curgere rapid la unul lent, soluia economic pentru pragul de fund este aceea de a se favoriza prin alctuirea acestuia, formarea saltului hidraulic necat. Din punct de vedere al cotei pragurilor fa de nivelul apei din aval, acestea pot fi: - nenecate (cnd nivelul apei n aval nu influeneaz curgerea); - necate (cnd nivelul apei n aval este situat deasupra cotei pragului i influeneaz mrimea debitului deversat). Calculul hidraulic al pragurilor de fund presupune urmtoarele etape de analiz: - racordarea biefurilor, dimensionarea bazinului disipator; - calcule de afuiere; - verificarea la infiltraii; - verificarea inundabilitii la ape mari.

30

5.1.2. Coeficientul de debit m Coeficientul m poart numele de coeficientul de debit al deversorului i variaz n limite largi, n funcie de caracteristicile geometrice i hidraulice ale deversorului. Coeficientul de debit pentru calculul pragurilor de fund depinde substanial de forma profilului pragului deversor (m0 = 0,30 0,50) dup cum urmeaz: Pragul deversor cu profil poligonal (cu perete gros) n aceast categorie se nscriu pragurile la care c < 2H i sunt n general, de dou tipuri: - cu profil dreptunghiular; - cu profil trapezoidal.34

5.1.3. Dimensionarea bazinului disipator Dac racordarea se face fr salt hidraulic, nu este necesar bazin disipator, ci numai o risberm, care s preia efectele vitezelor sporite n aval de prag. n cazul racordrii cu salt hidraulic, este necesar prevederea unui bazin disipator i experiena a artat c, dintre formele de racordare cu bieful aval, cea cu salt hidraulic apropiat, cu un grad de necare de l ,05 sau puin mai mare, este cea care realizeaz un control eficient al poziiei saltului i cea mai intens disipare a energiei. Pentru realizarea racordrii cu salt apropiat, este nevoie s se construiasc un bazin, cu o saltea de ap de grosime >hcc , hav denumit bazin disipator. Formele de realizare ale bazinului sunt: - prin adncire; - prin prag disipator; - mixt, prin combinarea formelor anterioare. Pentru aprecierea oportunitii soluiei cu bazin disipator simplu (fr alte dispozitive de disipare a energiei), se analizeaz valoarea numrului Froude:

5.1.3. l. Calculul bazinului de disipare Calculul bazinului, n sensul controlului saltului, se poate face prin metoda debitului fictiv, formulat pentru bazinul mixt, aplicabil la limit i celorlalte dou scheme. Pentru un debit de calcul trebuie s se determineadncirea q, bazinului d i nlimea pragului p,precum i lungimea bazinufui bl . Astfel: - Se alege o adncime de bazin d si apoi p daca este cazul. - Se calculeaz adncimea contractat.

n ceea ce privete disiparea energiei, bazinul simplu nu se comport bine la numere Froude mici (r < 20) deoarece disiparea F' este slab, iar formele saltului sunt neconvenionale. La numere Froude mari(F'r> 80-100) saltul nu are o poziie stabil, ci se deplaseaz oscilnd n jurul unei poziii medii. Pentru numere Froude 20 < r < 80 se recomand folosirea F' bazinului, iar pentru r < 20 i F'r > 80 se recomand folosirea F' bazinelor complexe. n concluzie, din punct de vedere al disiprii energiei, bazinul simplu se comport bine dac: 20 F'r < 80.