Îndrumar de proiectare fundații | asist.dr.ing. florin ...Žndrumar-tema-1.pdf · – coeziunea)...

Îndrumar de proiectare Fundații | Asist.dr.ing. Florin BEJAN | 2018-2019

1

TEMA 1 Întocmirea fișelor sintetice ale forajelor

1.1. Tema de proiectare

Pe amplasamentul corespunzător ansamblului rezidențial s-

au realizat două foraje geotehnice, F1 și F2. Rezultatele ana-

lizelor de laborator efectuate pe probele recoltate din

cuprinsul celor două foraje, sunt înregistrate în Anexa 1.1.

Proiectul va cuprinde:

A. Piese scrise

- calculul indicilor geotehnici derivați ai pământurilor din

cuprinsul celor 3 straturi identificate în cele două foraje;

- identificarea pământurilor;

B. Piese desenate

- fișele sintetice ale forajelor F1 și F2.

1.2. Generalități

Pământurile alcătuiesc terenul de fundare al construcțiilor

sau servesc ca materiale pentru realizarea unor construcții

inginerești (baraje, diguri, platforme, terasamente pentru căi

de comunicații etc.).

Eșantioanele prelevate din foraje sunt încercate în laboratorul

geotehnic în vederea determinării caracteristicilor fizico-me-

canice ale pământurilor conform reglementărilor tehnice în

vigoare:

- umiditatea, 𝐰 [%] conform STAS 1913/1-82;

- densitatea scheletului mineral, 𝛒𝐬 [g/cm3] conform STAS

1913/2-76;

- densitatea, 𝛒 [g/cm3] conform STAS 1913/3-76;

- limitele de plasticitate, 𝐰𝐋 [%] și 𝐰𝐏[%] conform STAS

1913/4-86;

- granulozitatea conform STAS 1913/5-85;

- compresibilitatea în edometru (𝐄𝐨𝐞𝐝 – modulul de defor-

mație edometrică) conform STAS 8942/1-89;

- rezistența la forfecare (𝛟 – unghiul de frecare internă și

𝐜 – coeziunea) conform STAS 8942/2-82.

Pe baza acestor indici determinați în laborator, prin calcul, se

pot determina indici geotehnici derivați:

- greutatea volumică a pământului în stare naturală,

𝛄 [kN/m3];

- greutatea volumică a scheletului mineral, 𝛄𝐬 [kN/m3];

- greutatea volumică a pământului în stare uscată,

𝛄𝐝 [kN/m3];

- greutatea volumică a pământului în stare saturată,

𝛄𝐬𝐚𝐭[kN/m3];

- greutatea volumică a pământului în stare submersată,

𝛾′[𝑘𝑁/𝑚3];

- porozitatea, 𝐧 [%];

- indicele porilor, 𝐞 [−];

- gradul de umiditate, 𝐒𝐫 [−].

- indicele de plasticitate, 𝐈𝐏 [%];

- indicele de consistență, 𝐈𝐂 [%];

- gradul de îndesare, 𝐈𝐃;

- capacitatea de îndesare, 𝐂𝐢.

1.3. Identificarea pământului

Pământurile se identifică pe baza determinărilor efectuate în

laboratorul geotehnic și prin încadrarea în categoriile și vari-

etățile precizate în continuare.

În funcție de existența forței permanente superficiale de

atracție (coeziunea) între fragmentele solide constituente, pă-

mânturile de împart în două categorii:

- pământuri necoezive;

- pământuri coezive

Pământurile necoezive se clasifică după granulozitate, în

funcție de predominația anumitor fracțiuni granulare, conform

Tabelului 1.1 și în funcție de coeficientul de neuniformitate

(𝐔𝐧), conform Tabelului 1.2.

Tabelul 1.1 Clasificarea pământurilor necoezive în funcție de

granulozitate (STAS 1243-88)

Mărimea fracțiunii granulometrice predomintante (peste 50%), mm

Denumirea pămân-tului necoeziv

0,05 … 0,25 nisip fin

0,25 … 0,50 nisip mijlociu

0,50 … 2,00 nisip mare

2,00 … 20 pietriș mic

20 … 70 pietriș mare

70 … 200 bolovăniș

> 200 blocuri


coeficientul de neuniformitate (STAS 1243-88)

𝐔𝐧 Granulozitatea

< 5 foarte uniformă

5 … 15 uniformă

> 15 neuniformă

Pământurile coezive se clasifică în funcție de indicele de

plasticitate (𝐈𝐩) și granulozitate, conform diagramei ternare

(Anexa 1.2).

În funcție de gradul de umiditate (𝐒𝐫), pământurile se clasifică

conform Tabelului 1.3.

𝐒𝐫 =𝛄𝐬 ∙ 𝐰

𝟏𝟎𝟎 ∙ 𝐞 ∙ 𝛄𝐰 (1.1)

unde 𝛄𝐬 este greutatea volumică a scheletului, 𝐰 este umi-ditatea pământului în stare naturală, 𝐞 este indicele porilor și 𝛄𝐰 este greutatea specifică a apei.

Tabelul 1.3 Clasificarea pământurilor în funcție de gradul de

umiditate (STAS 1243-88)

𝐒𝐫 Starea de umiditate a pământului

< 0,40 uscat

0,41 … 0,80 umed

0,81 … 0,90 foarte umed

> 0,90 practic saturat

În funcție de gradul de îndesare 𝐈𝐃, nisipurile se clasifică con-

form Tabelului 1.4. ÎND

RU

MAR

DE

PRO

IEC

TAR

E FU

ND

AȚII

Asis

t.dr.i

ng. F

lorin

Bej

an

20

18-2

019


2

𝐈𝐃 =𝐞𝐦𝐚𝐱 − 𝐞

𝐞𝐦𝐚𝐱 − 𝐞𝐦𝐢𝐧 (1.2)

unde 𝐞 este indicele porilor pământului în stare naturală, 𝐞𝐦𝐚𝐱 este indicele porilor pământului în stare de afânare maximă și 𝐞𝐦𝐢𝐧 este indicele porilor în stare de îndesare maximă.

Tabelul 1.4 Clasificarea pământurilor în funcție de gradul de

îndesare (STAS 1243-88)

𝐈𝐃 Starea de îndesare a nisipurilor

≤ 0,33 afânată

0,31 … 0,66 cu îndesare medie

0,67 … 1 îndesată

În funcție de indicele porilor 𝐞 starea de îndesare a pământu-

rilor necoezive se stabilește conform Tabelului 1.5


indicele porilor (STAS 1243-88)

𝐞 Nisip Starea de îndesare

< 0,55 Nisip cu pietriș, nisip mare, nisip

mijlociu

afânată


> 0,70 îndesată

< 0,60

Nisip fin

afânată


> 0,75 îndesată

< 0,60

Nisip prăfos

afânată


> 0,80 îndesată

În funcție de capacitatea de îndesare 𝐂𝐢 nisipurile se clasifică

conform Tabelului 1.6

𝐂𝐢 =𝐞𝐦𝐚𝐱 − 𝐞𝐦𝐢𝐧

𝐞𝐦𝐢𝐧 (1.3)

unde 𝐞𝐦𝐚𝐱 este indicele porilor pământului în stare de afâ-nare maximă și 𝐞𝐦𝐢𝐧 este indicele porilor în stare de îndesare maximă.

Tabelul 1.6 Clasificarea pământurilor în funcție de capacita-

tea de îndesare (STAS 1243-88)

𝐂𝐢 Capacitatea de îndesare a nisipurilor

< 0,40 mică

0,40 … 0,60 mijlocie

> 0,60 mare

După indicele de plasticitate 𝐈𝐏 pământurile se clasifică con-

form Tabelului 1.7 (STAS 1243-88)

𝐈𝐏 = 𝐰𝐋 − 𝐰𝐏 (1.4)

unde 𝐰𝐋 este limita superioară de plasticitate și 𝐰𝐏 este li-mita inferioară de plasticitate.

Tabelul 1.7 Clasificarea pământurilor în funcție de indicele

de plasticitate (STAS 1243-88)

𝐈𝐏 Starea de plasticitate a pământului

0 neplastic

< 10 cu plasticitate redusă

11 … 20 cu plasticitate mijlocie

21 … 35 cu plasticitate mare

> 35 cu plasticitate foarte mare

După indicele de consistență 𝐈𝐂, pământurile coezive se cla-

sifică conform Tabelului 1.8.

𝐈𝐂 =𝐰𝐋 − 𝐰

𝐈𝐏 (1.5)

unde 𝐰𝐋 este limita superioară de plasticitate și 𝐰 este umi-ditatea pământului în stare naturală și 𝐈𝐏 indicele de plasticitate a pământului.

Tabelul 1.8 Clasificarea pământurilor în funcție de indicele

de consistență (STAS 1243-88)

𝐈𝐂 Starea de consistență a pământului

0 curgător

≤ 0,25 plastic curgător

0,26 … 0,50 plastic moale

0,51 … 0,75 plastic consistent

0,76 … 0,99 plastic vârtos

≥ 1 tare

După modulul de deformație edometric pentru intervalul de

presiuni 200 - 300 kPa 𝐌𝟐−𝟑 (𝐄𝐨𝐞𝐝 𝟐𝟎𝟎−𝟑𝟎𝟎), pământurile se

clasifică conform Tabelului 1.9.

𝐌𝟐−𝟑 =𝚫𝐩

𝚫𝛆 (1.6)

unde 𝚫𝐩 este variația tensiunii normale, 𝚫𝛆 este variația de-formației specifice a probei corespunzătoare variației tensiunii normale 𝚫𝐩.

Tabelul 1.9 Clasificarea pământurilor în funcție de modulul

de deformație edometric pentru intervalul de presiunii 200 -

300 kPa

𝐌𝟐−𝟑 [𝐤𝐏𝐚] Compresibilitatea pământului

> 50000 practic incompresibile

20000 … 50000 cu compresibilitate redusă

10000 … 20000 cu compresibilitate medie

5000 … 10000 cu compresibilitate mare

< 5000 cu compresibilitate foarte mare

1.4. Fișa sintetică a forajului

Informațiile obținute sunt centralizate în fișele sintetice ale

forajelor (Anexa 1.3) ce reprezintă o componentă a unui Stu-

diu Geotehnic.

Fișa sintetică a forajului reprezintă un tabel în care sunt

completate informațiile geotehnice obținute pe teren și în la-

boratorul geotehnic în funcție de adâncimea la care au fost

obținute acele informații.

În primele două coloane ale fișei se reprezintă la scară și se

notează cota față de suprafața terenului și respectiv grosimea

straturilor interceptate prin realizarea forajului. În a treia co-

loană se reprezintă și se notează nivelul apei subterane.

Aceste cote se obțin pe amplasament.

Descrierea stratului de pământ se va face astfel încât să se

aibă în vedere textura (gradul de uniformitate și finețe), struc-

tura (modul de aranjare a particulelor unele față de altele),

culoarea, starea de îndesare sau de consistență (după caz)

și caracteristicile ce îi sunt specifice, în ordinea:

- categoria (pe baza granulometriei, gradului de uniformi-

tate, plasticității);

- culoarea; ÎND

RU

MAR

DE

PRO

IEC

TAR

E FU

ND

AȚII

Asis

t.dr.i

ng. F

lorin

Bej

an

20

18-2

019


3

- starea de îndesare sau starea de consistență (pe baza

gradului de îndesare, respectiv a indicelui de consis-

tență);

- caracteristicile particulare (conținut de impurități, lianți

etc.)

Exemple:

- Argilă grasă, vânătă, plastic consistentă, cu concrețiuni

calcaroase;

- Argilă nisipoasă, cafenie cu pete cenușii, plastic moale,

cu macropori și resturi vegetale în curs de carbonizare;

- Nisip argilos, roșcat, plastic vârtos, cu fragmente de co-

chilii;

- Bolovăniș cu pietriș rulat, cuarțos, albicios, cu resturi

lemnoase.

Următoarea parte a fișei se completează cu tipul de eșantion

prelevat (tulburat, netulburat) și adâncimea de prelevare. În

continuare se înregistrează în dreptul fiecărui eșantion valo-

rile indicilor geotehnici obținuți în laboratorul geotehnic.

ÎND

RU

MAR

DE

PRO

IEC

TAR

E FU

ND

AȚII

Asis

t.dr.i

ng. F

lorin

Bej

an

20

18-2

019


4

ANEXA 1.1 Valorile indicilor geotehnici în funcție de numărul de ordine j

Numere impare

Stratul

Grosimea stratului

𝑯𝒊 (𝒎)

Indice geotehnic

Notație Valoare

S1

[F1]

1,7 + 0,1 ∙ j

[F2] 3,9 − 0,1 ∙ j

γs [kN/m3] 26,7

γ [kN/m3] 20 − 0,05 ∙ j

wP [%] 18 − 0,2 ∙ j

wL [%] 30 + 0,5 ∙ j

w [%] 20 + 0,15 ∙ j

Argilă [%] 50 − 0,25 ∙ j

Praf [%] 35 + 0,5 ∙ j

Nisip [%] 15 − 0,25 ∙ j

ϕ [°] 𝟐𝟓 + 𝟎, 𝟑𝟎 ∙ 𝐣

c [kPa] 18 + 0,15 ∙ j

ε1 [%] 3,0 − 0,02 ∙ j

ε2 [%] 𝟑, 𝟓 − 𝟎, 𝟎𝟐𝟓 ∙ 𝐣

ε3 [%] 𝟒, 𝟕 − 𝟎, 𝟎𝟐 ∙ 𝐣

S2

[F1]

6,3 − 0,1 ∙ j

[F2]

4,1 + 0,1 ∙ j

γs [kN/m3] 26,5

γ [kN/m3] 20,5 − 0,05 ∙ j

wP [%] 20 − 0,2 ∙ j

wL [%] 30 + 0,5 ∙ j

w [%] 22 − 0,1 ∙ j

Argilă [%] 𝟒𝟓 + 𝟎, 𝟏 ∙ 𝐣

Praf [%] 20 − 0,2 ∙ j

Nisip [%] 𝟑𝟓 + 𝟎, 𝟏 ∙ 𝐣

ϕ [°] 𝟐𝟏 − 𝟎, 𝟐𝟓 ∙ 𝐣

c [kPa] 𝟐𝟖 + 𝟎, 𝟓 ∙ 𝐣

ε1 [%] 3,5 + 0,02 ∙ j

ε2 [%] 6,4 + 0,02 ∙ j

ε3 [%] 𝟕, 𝟓 + 𝟎, 𝟎𝟏𝟓 ∙ 𝐣

S3

Strat de bază cu grosime mare în

care forajul pătrunde

2,0 m

γs [kN/m3] 27

γ [kN/m3] 𝟏𝟗, 𝟑 − 𝟎, 𝟎𝟐 ∙ 𝐣

wP [%] 𝟐𝟒

wL [%] 𝟖𝟎 − 𝟎, 𝟔 ∙ 𝐣

w [%] 𝟐𝟕

Argilă [%] 𝟔𝟖 − 𝟎, 𝟐𝟓 ∙ 𝐣

Praf [%] 𝟑𝟐 + 𝟎, 𝟐𝟓 ∙ 𝐣

Nisip [%] 𝟎

ϕ [°] 𝟓 + 𝟎, 𝟐𝟓 ∙ 𝐣

c [kPa] 𝟖𝟎 − 𝟏, 𝟎 ∙ 𝐣

ε1 [%] 0,4 + 0,02 ∙ j

ε2 [%] 𝟎, 𝟖 + 𝟎, 𝟎𝟏𝟓 ∙ 𝐣

ε3 [%] 1,1 + 0,02 ∙ j

Numere pare

Stratul Grosimea stratului

𝑯𝒊 (𝒎)

Indice geotehnic

Notație Valoare

S1

[F1]

3,9 − 0,1 ∙ j

[F2]

1,7 + 0,1 ∙ j

γs [kN/m3] 26,7

γ [kN/m3] 20 − 0,20 ∙ j

wP [%] 17 + 0,25 ∙ j

wL [%] 45 + 0,40 ∙ j

w [%] 20 + 0,20 ∙ j

Argilă [%] 50 − 0,60 ∙ j

Praf [%] 30 + 0,90 ∙ j

Nisip [%] 20 − 0,30 ∙ j

ϕ [°] 𝟐𝟎 + 𝟎, 𝟓𝟎 ∙ 𝐣

c [kPa] 𝟐𝟓 − 𝟎, 𝟑𝟎 ∙ 𝐣

ε1 [%] 2,2 + 0,02 ∙ j

ε2 [%] 𝟑, 𝟐 + 𝟎, 𝟎𝟏𝟓 ∙ 𝐣

ε3 [%] 𝟒, 𝟒 + 𝟎, 𝟎𝟐 ∙ 𝐣

S2

[F1]

4,1 + 0,1 ∙ j

[F2]

6,3 − 0,1 ∙ j

γs [kN/m3] 26,5

γ [kN/m3] 20 − 0,04 ∙ j

wP [%] 22 − 0,50 ∙ j

wL [%] 35 + 0,50 ∙ j

w [%] 25 − 0,20 ∙ j

Argilă [%] 50 + 0,10 ∙ j

Praf [%] 15 − 0,20 ∙ j

Nisip [%] 35 + 0,10 ∙ j

ϕ [°] 𝟐𝟎 − 𝟎, 𝟏𝟎 ∙ 𝐣

c [kPa] 𝟏𝟓 + 𝟎, 𝟓𝟎 ∙ 𝐣

ε1 [%] 3,8 − 0,02 ∙ j

ε2 [%] 𝟔, 𝟎 − 𝟎, 𝟎𝟏 ∙ 𝐣

ε3 [%] 𝟔, 𝟖 − 𝟎, 𝟎𝟏𝟓 ∙ 𝐣

S3

Strat de bază cu grosime mare în

care forajul pătrunde

2,0 m

γs [kN/m3] 27

γ [kN/m3] 21 − 0,08 ∙ j

wP [%] 𝟏𝟗

wL [%] 48 − 0,6 ∙ j

w [%] 𝟐𝟏

Argilă [%] 𝟕𝟑 − 𝟎, 𝟐𝟓 ∙ 𝐣

Praf [%] 𝟐𝟕 + 𝟎, 𝟐𝟓 ∙ 𝐣

Nisip [%] 𝟎

ϕ [°] 𝟖 + 𝟎, 𝟐𝟓 ∙ 𝐣

c [kPa] 𝟖𝟎 − 𝟏, 𝟑𝟎 ∙ 𝐣

ε1 [%] 0,45 + 0,02 ∙ j

ε2 [%] 𝟎, 𝟗 + 𝟎, 𝟎𝟏𝟓 ∙ 𝐣

ε3 [%] 𝟏, 𝟐 + 𝟎, 𝟎𝟐 ∙ 𝐣

ÎND

RU

MAR

DE

PRO

IEC

TAR

E FU

ND

AȚII

Asis

t.dr.i

ng. F

lorin

Bej

an

20

18-2

019


5

ANEXA 1.2 Diagrama ternară (STAS 1243-88)

ÎND

RU

MAR

DE

PRO

IEC

TAR

E FU

ND

AȚII

Asis

t.dr.i

ng. F

lorin

Bej

an

20

18-2

019


6

ANEXA 1.3 Fișa sintetică a forajului (format A3)

ÎND

RU

MAR

DE

PRO

IEC

TAR

E FU

ND

AȚII

Asis

t.dr.i

ng. F

lorin

Bej

an

20

18-2

019

Îndrumar de proiectare fundații | asist.dr.ing. florin ...Žndrumar-tema-1.pdf · – coeziunea)...

Documents