piloti

Universitatea Tehnica de Constructii BucurestiFacultatea de Constructii Civile, Industriale si Agricole

Sisteme speciale de fundare pentru cladiri

Fundatii pe piloti.Principii generale.

Incercari pe piloti/barete de proba

Furnica Daniela Elena

Master Ingineria Cladirilor

An I, Grupa 1

2012


I.Fundatii pe piloti. Principii generale.

Pilot = un element de fundare de adancime a carui lungime este mult mai

mare decat dimensiunea sectiunii transversale(de obicei raportul intre lungime si

sectiune transversal este de peste 15) .

Bareta= un element structural de fundare în adâncime, caracterizat printr-o

secţiune transversală de forma alungită sau compusă, care se execută pe loc prin

săparea pământului în uscat sau sub protecţia noroiului de foraj.

Se aplica la proiectarea geotehnica a fundatiilor pe piloti ,cu respectarea conditiei :

-diametrul sectiunii transversal curente a pilotului , d , este : 0.3<d<3m.

La proiectarea fundatiilor pe barete se respecta urmatoarele conditii:

- Sectiunea transversal a baretei poate fi alungita (dreptunghiulara cu laturile mici curbe sau

drepte) sau compusa in forma de T,L,H,X,cruce,etc. ,cu conditia ca executia acesteia

(forare,armare,betonare) sa se realizeze intr-o singura etapa;

- Dimensiunea cea mai mica a sectiunii transversal , b, este : b=> 0.4m

- Raportul dintre dimensiunea cea mai mare ,l, si cea mai mica, b, este : l/b<=6;

- Aria sectiunii transversal, A, este : A<=10m2

Alcătuirea piloţilor ca elemente structurale se face în conformitate cu prescripţiile în

vigoare privitoare la materialul din care sunt alcătuiţi piloţii şi prevederile complementare din

- SR EN 12699:2004 “Execuţia lucrărilor geotehnice speciale. Piloţi de îndesare ”

- SR EN 1536:2004 “Execuţia lucrărilor geotehnice speciale. Piloţi foraţi ”

- NP123-2010 “Normativ privind proiectarea geotehnica a fundatiilor pe piloti”

Fundaţia pe piloţi se compune din piloţii propriu-zişi şi din radierul care îi

solidarizează. După poziţia radierului faţă de suprafaţa terenului, fundaţiile pe

piloţi pot fi:

-cu radier jos, în cazul în care piloţii sunt înglobaţi complet în teren;

-cu radier înalt, în cazul în care piloţii sunt liberi de la talpa radierului până la

suprafaţa terenului


Utilizarea pilotilor

- Cu scopul de a transfera încărcările verticale şi orizontale ale suprastructurii, straturilor de

pământ ce constituie terenul cu care vin în contact .

- Pentru a prelua forţe de subpresiune sau răsturnare în cazul radierelor de subsol situate sub

nivelul apei sau picioarelor de rezemare a construcţiilor înalte (turnuri de televiziune, coşuri

de răcire, fum, castele de apă, etc.).

- Compactarea depozitelor afânate, slab coezive şi necoezive, prin efectul combinat al

deplasării pământului din zona ocupată de pilot şi al vibrării pe durata activităţii de lucru.

- Pentru controlul tasărilor, atunci când fundaţiile izolate sau radierele sunt rezemate pe

pământuri aflate în vecinătatea malurilor, cornişelor, taluzurilor sau pe straturi puternic

compresibile .

- Ca o siguranţă suplimentară la rezemarea culeelor şi pilelor de pod atunci când

asigurarea unei rezemări corecte constituie o problemă.

- Pentru realizarea platformelor marine unde trebuie asigurată transmiterea încărcărilor la

straturile de pământ aflate sub apă. Acestea constituie cazul unor piloţi parţial încastraţi

supuşi la sarcini verticale şi orizontale cu posibilitatea de flambare.

- Asigurarea stabilităţii masivelor de pământ aflate în proces de alunecare, intrând

în alcătuirea diferitelor soluţii de consolidare .

II.Clasificare

Pilotii pot fi clasificati in functie de urmatoarele criterii :

Dupa materialul din care sunt executaţi

-pilotii din lemn ,

-piloti din metal,

-piloti din beton simplu, armat sau precomprimat

-piloti compusi- sunt utilizaţi în situaţii speciale şi pot fi alcătuiţi din: lemn şi beton simplu,

lemn şi beton armat, beton simplu şi metal, etc;

După efectul pe care procedeul de punere în operă a pilotului îl are

asupra terenului din jur

-piloti de dislocuire: este acel pilot forat la care gaura se realizează prin dislocuirea şi

îndepărtarea unui volum de pământ egal cu volumul pilotului, neafectându-se, în mod

normal, prin aceasta starea terenului de fundare din jur.


-piloti de îndesare: rezultă atunci când prin modul de punere în operă sau tehnologia de

execuţie a lui se realizează compactarea pământului din jurul şi de la baza pilotului

a) piloti de deslocuire b) piloti de indesare

După forma şi variaţia secţiunii longitudinale

-cu secţiune constantă

-cu secţiune variabilă continuă

-cu evazare la bază

-cu evazări multiple.

a-sectiune constanta

b -sectiune variabila

continua

c-cu evazare la baza

d-cu evazari

multiple

a b c d

După forma secţiunii transversale

- piloţii pot fi de secţiune circulară, pătrată, dreptunghiulară, trapezoidală, triunghiulară,

poligonală cu sau fără gol central.

Piloţii cu variaţie continuă a secţiunii transversale prezintă forma unor trunchiuri de

con sau piramida


După modul de execuţie

- piloti prefabricaţi

- piloti executaţi pe loc cu sau fără elemente prefabricate

Piloţii prefabricaţi se confecţionează în atelier, din lemn, metal, beton

armat sau beton precomprimat.

Piloţii executaţi pe loc sunt acei piloţi la care corpul, în totalitate sau în cea

mai mare parte se realizează prin turnarea betonului într-o gaură efectuată

chiar pe locul pe care trebuie să-l ocupe.

Piloţii prefabricaţi se instalează în teren prin:

- batere;

- vibrare;

- presare;

- înşurubare.

Piloţii executaţi pe loc se realizează prin următoarele tipuri principale de tehnologii:

- forare;

- batere;

- vibrare.

După mărimea diametrului, piloţii executaţi pe loc pot fi:

- cu diametrul mic (cu diametrul mai mic de 600 mm);

- cu diametrul mare (cu diametrul de 600 mm sau mai mare).


După modul de susţinere a pereţilor găurilor, piloţii executaţi pe loc prin forare pot fi:

- foraţi în uscat şi netubaţi;

- foraţi sub noroi;

- foraţi cu tubaj recuperabil;

- foraţi cu tubaj nerecuperabil;

- foraţi cu burghiu continuu.

După modul de susţinere a pereţilor găurilor, piloţii executaţi pe loc prin batere pot fi:

- netubaţi;

- cu tubaj recuperabil;

- cu tubaj nerecuperabil.

După direcţia solicitării faţă de axa longitudinala - piloţii pot fi supuşi la:

- solicitări axiale de compresiune sau de smulgere;

- solicitări transversale;

- provenite din miscarile pamantului: - frecarea negativa

- umflarea(ridicarea) terenului

- deplasarea laterala a terenului, inclusive actiunea de

origine cinematic ce rezulta din deformarea terenului datorita propagarii undelor seismice.

După modul de transmitere a încărcărilor axiale la teren

- purtători pe vârf : sunt acei piloti care pătrund cu baza într-un strat de pământ practic

incompresibil şi care transmite încărcarea axială integral prin presiunea de la contactul bazei

cu terenul; pământurile practic incompresibile sunt reprezentate prin roci stâncoase sau

semistâncoase (marne sau argile marnoase) sau prin blocuri, bolovănişuri sau pietrişuri

caracterizate printr-un modul de deformaţie liniară, E, de cel puţin 100.000 kPa.

- flotanţi : sunt acei piloti la care, datorită deformabilităţii terenului de la bază şi deplasării

relative dintre pilot şi teren, pot apare forţe de frecare pe suprafaţa laterală la contactul între

pilot şi teren; în funcţie de mărimea solicitării, încărcarea axială se transmite la teren atât prin

frecarea pe suprafaţa laterală cât şi prin presiunile de la contactul bazei cu terenul.


După poziţia axei longitudinal

- piloti verticali;

- piloti înclinaţi.

III.Alcatuirea constructiva si procedee de punere in opera a pilotilor prefabricati

Piloti realizati din beton armat si beton precomprimat.

Acestia sunt realizati într-o gamã largã de dimensiuni si forme ale sectiunii transversale,

asigurându-se astfel cerintele multora din situatiile practice privind:

Lungimea necesarã depãsirii unor succesiuni litostratigrafice cu portantã redusã si

rezemarea vârfului pilotului pe strat cu caracteristici favorabile, fie prin realizarea lui dintr-o

singurã bucatã sau din tronsoane îmbinate. În mod curent, când pilotul este realizat dintr-o

singurã bucatã, la care functie de tip, dimensiunile în sectiunea transversalã si armare, se

asigurã lungimi între 3 si 20m Realizarea din tronsoane si îmbinare cap la cap poate conduce

la obtinerea unor lungimi performante de pânã la 100m .

Dimensiunile dupã directia transversalã si longitudinalã, ceea ce face ca pilotii sã

prezinte capacitãti semnificative de preluarea sarcinilor atât în conlucrare cu terenul, cât si

prin rezistenta materialului din care sunt realizati. Transferul sarcinilor la terenul cu care vin

Transmiterea la teren a incarcarii axiale

a-la piloti flotanti b-la piloti purtatori pe varf


în contact are loc, dupã caz, atât prin mobilizarea frecãrilor laterale, cât si a rezistentelor pe

vârf, ei lucrând ca piloti flotanti sau purtãtori pe vârf. Dimensiunile sectiunii transversale sunt

cuprinse în intervalul 20-60cm, modulate la multiplu de 5cm si sunt recomandate pentru

piloti cu sectiunea pãtratã, dreptunghiularã si poligonalã plinã sau inelarã

Pilotii sunt confectionati de cãtre unitãtile de specialitate ca elemente tipizate,

standardizate sub aspectul dimensiunilor, armãrii, greutãtii totale sau pe unitate de

lungime, al amenajãrii zonelor de vârf si cap ale pilotului, pozitiei punctelor de

prindere pentru manipulare, al eforturilor sectionale capabile, calitãtii materialelor

utilizate etc.

Dacã pilotul va lucra în medii cu agresivitate naturalã sau artificialã, este necesarã

adoptarea unor retele de beton corespunzãtoare si luarea unor mãsuri de protejare a suprafetei

acestuia. Armarea pilotilor are în vedere conditiile de solicitare ce apar pe durata depozitãrii,

manipulãrii, introducerii lor în pãmânt si exploatãrii.

Pe durata de depozitare si manipulare solicitãrile sunt determinate de însãsi greutatea proprie

a pilotului.

Pentru armarea în sens longitudinal se utilizeazã bare din OB 37 sau PC 52 la

diametru de 14…32mm. Armarea transversalã constã din etrieri sau fretã realizate din OB 37

sau PC 52 la diametru de 8mm si respectiv 6mm cu distanta de dispunere respectiv pasul

diferit în sensul longitudinal pilotului . Pentru pilotii înfipti în teren prin batere, zonele

extreme ale acestuia, capul si vârful, sunt asigurate pentru evitarea distrugerii lor sub actiunea

loviturilor repetate ale berbecului sonetei si respectiv a eventualelor obstacole ce pot fi

întâlnite. Capul este protejat prin încorporarea în beton a 3-5 plase din bare de 6mm cu ochiul

de 5- 6cm, asezate la 4-5cm una de cealaltã. Vârful pilotului se echipeazã cu un dorn metalic

de diametru 30-40mm în jurul cãruia se strânge armãtura longitudinalã. Dacã pilotul urmeazã

sã pãtrundã cu vârful într-o rocã stâncoasã sau semistâncoasã, vârful se protejeazã si printr-un

sabot metalic montat la confectionarea pilotului. Acoperirea cu beton a armãturii, conform

este de 5cm.

Pilotii din beton precomprimat constituie o variantã mai economicã în raport cu cei din beton

armat. Pentru o aceeasi sectiune consumul de metal se reduce cu circa 50%. Ei sunt realizati

curent, cu sectiune transversalã plinã, integral sau partial precomprimaþi, cu forme ale

sectiunii transversale, pãtrate, triunghiulare, trapezoidale si de stea. Când pilotii au latura mai

mare de 50cm este mai economic sã se creeze un gol interior.


Armarea longitudinalã se poate realiza fie din bare de otel sau fascicole de sârmã, fie prin

combinarea acestora, sectiunile 1-1, 3-3 si respectiv 2-2. Armãtura longitudinalã poate fi

dispusã axial sau cu pozitii perimetralã la partea superioarã si strânsã la cea inferioarã .


Armãtura transversalã este plasatã numai în zonele extreme ale pilotului, cap si vârf în

scopul evitãrii distrugerii acestora pe durata baterii.

Utilizarea pilotilor prefabricati ridicã unele probleme legate de: folosirea de utilaje

de manipulare si batere cu capacitate de lucru aflatã în corelare directã cu caracteristicile

geometrice si de greutate ale pilotilor; costul ridicat al fabricãrii si de punere în operã. Aceste

aspecte fac, ca pilotii prefabricati sã fie utilizati în lucrãri de importantã deosebitã, când se

justificã sub aspect tehnico-economic în raport cu alte solutii.

Procedee de punere in opera a pilotilor prefabricati.

În afara procedeelor de însurubare si presare specificate la anumite categorii de

piloti, a cãror utilizare este în practicã mai redusã, înfigerea se realizeazã curent

prin batere si vibrare. În anumite situatii acestea pot fi completate cu unele procedee auxiliare

cum sunt: subspãlarea si electroosmoza.


Infigerea pilotilor prin batere.

Baterea constă în aplicarea unor lovituri repetate pe capul pilotului de către o piesă

numita berbec. Aceasta se realizează, în mod obişnuit, cu ajutorul unor instalaţiimecanice

numite sonete. Sonetele pot fi echipate cu berbeci ce lucrează prin cădere liberă, cu abur sau

aer comprimat, în simplă şi dublă acţiune cu combustie diesel. Utilizarea berbecilor cu cãdere

liberã prezintã caracterul unei solutii traditionale, ea fiind folositã încã din antichitate pentru

baterea pilotilor din lemn cu sonete realizate din acelasi material, înfigerea pilotilor scurti

fiind posibilã, chiar prin acþionarea manualã a unuia mai usor, ce culiseazã pe un dorn de

ghidaj.

Sonetele propriu-zise sunt echipate cu berbeci confectionati de regula din fonta ce

au o greutate cuprinsa intre 1-10 tone. Inaltimea de cadere este sub 1m. Sonetele

asigura baterea pilotilor cu axa vertical dar si inclinata.

Principalul dezavantaj al sonetelor echipate cu berbeci cu cadere libera este

frecventa redusa a caderilor – 5-10 lovituri/minut si a lungimii de ghidare necesarã în faza

initialã de înfigere a pilotului, pentru asigurarea unei înãltimi suficiente de cãdere pentru

berbec.

Utillizarea acestor sonete se justificã în urmãtoarele situatii:

- când echiparea unuia dintre utilajele excavator, draglinã, macara se dovedeste mai

economicã în raport cu închirierea unor sonete echipate cu berbec actionat cu abur sau tip

diesel;

- pentru lucrãri la care numãrul de piloti este redus, caz în care închirierea ar mãri costul

lucrãrii cu un eventual avantaj privind durata punerii în operã a pilotilor.


Sonetele echipate cu berbeci actionati cu abur, aer comprimat sau de tip diesel se

impun a fi folosite mai ales în cazul lucrãrilor cu numãr mare de piloti, reducânduse

astfel durata de punere în operã a acestora.

Berbecii ce utilizeazã forta aburului sau aerului comprimat sunt cu simplã actiune

si cu dublã actiune , agentul de actionare realizând, în primul caz, ridicarea maiului dupã care

acesta cade liber, în al doilea caz, atât ridicarea, cât si imprimarea impulsului de lovire.

Generatorul de abur sau compresorul sunt montate, de regulã,

pe platforma de lucru a sonetei. Avantajul principal al acestora constã în faptul cã

asigurã frecvente ridicate de lovire (cel cu simpla actiune de pana la 60 lovituri pe

minut , iar cel cu dubla actiune cu pana la 100-200 lovituri pe minut).

Infigerea pilotilor prin vibrare.

Se monteaza pe capul pilotului un utilaj vibrator astfel incat sub efectul vibratiilor

infigerea pilotului se face practic sub greutate proprie.

Utilajul vibrator poate fi – subsonic cu mai putin de 1500 de oscilatii pe minut si

sonice cu mai mult de 3000 de oscilatii pe minut insa cele din urma nu sunt indicate pentru

pilotii din beton armat deoarece acestia pot intra in starea de rezonanta. Metoda este foarte

eficace in special in pamanturi granulare.

Infigerea pilotilor prin presare.

Aceasta tehnica este utilizata in special pentru pilotii de subzidire a unor constructii,

dar se poate utilize si pentru piloti cu diametru reltiv redus in care presarea este combinata cu

rotirea(este folosita cu precadere la pilotii metalici).

Mijloace auxiliare de introducere a pilotilor in teren

Atunci când, în anumite conditii de teren, procedeele de bazã - batere, vibrare, presare, nu

asigurã coborârea la cotã a pilotului sau o vitezã doritã de avansare a pilotului, ele pot fi

completate cu unele procedee auxiliare, cum sunt: subspãlarea si electroosmoza. Cele douã

procedee au drept scop reducerea rezistentei opusã de pãmînt la avansarea pilotului,


subspãlarea fiind aplicabilã în cazul pãmânturilor slab coezive si necoezive, iar

electroosmoza în cazul celor coezive.

Subspalarea

Subspãlarea constã în dislocarea si antrenarea particulelor de pãmânt din zona

vârfului pilotului de cãtre un jet de apã sub presiune. În acest scop pilotul, fie cã prezintã în

componentã orificii verticale sau tevi special numite lãnci prin care apa este dirijatã la

presiunea ce produce desfacerea si antrenarea pãmântului.

Tevile prezintã diametrul de 40-45 mm si se terminã cu un vârf îngust prin care apa

iese la presiuni de 7-20 bari . Operarea prin subspãlare începe dupã asezarea pe locatie si

înfigerea pilotului sub efectul greutãtii proprii, procedîndu-se la coborârea lãncilor la 0,50 m

deasupra terenului si trimiterea jetului de apã care prin antrenarea pãmântului face ca pilotul

sã coboare sub efectul greutãtii proprii însotit, dacã este necesar, de usoare lovituri.

Ulterior lãncile sunt coborâte si mentinute sub cota vârfului pilotului cu 0,25 m,

astfel ca prin dislocarea si antrenarea pãmîntului sã se reducã rezistenta la înaintare.

Jetul de apã antreneazã partial sau total particulele solide, functie de masa acestora

si presiunea de lucru, acestea fiind transportate de curentul de apã, în tendinta lui de

deplasare, în lungul pilotului. Prin urmare, subspãlarea are ca rezultat aducerea pãmîntului cu

care pilotul vine în contact, într-o stare de fluiditate în care acesta pãtrunde cu usurintã.

Întrucât înfigerea prin subspãlare este însoþitã de o puternicã afânare a pãmântului, trebuie

opritã cu 1-2 m deasupra cotei finale la care urmeazã a fi coborât pilotul, aducerea la cotã

fiind realizatã prin batere sau vibrare.

Electroosmoza.

Electroosmoza defineste fenomenul de tranzitare a unei membrane poroase, de cãtre un

lichid, în prezenta unei diferente de potential. Acest fenomen se produce si în pãmânt atunci

când se introduc doi conductori ce se leagã la bornele unei surse de curent continuu. Apa se

va deplasa de la anod la catod având ca rezultat o crestere a umiditãtii pãmîntului din jurul

acestuia. Dacã rolul celor doi conductori îl joacã doi piloti de beton armat echipati cu

electrozi, sau din metal utilizat direct ca electrozi, atunci pilotul-catod va beneficia de o

reducere a frecãrii ca urmare a cresterii umiditãtii si va fi usor înfipt în pãmânt pânã la cota


doritã. Dacã se inverseazã polaritatea, apa va fi reorientatã spre celãlalt pilot, favorizînd

baterea lui si totodatã o mai bunã aderentã a pãmîntului la suprafata pilotului înfipt anterior

Principul procedeelor prin : a) subspalare b) electroosmoza

IV.Pilotii executati pe loc.

Prin batere

Presupune realizarea unei gauri fortate prin batere in teren in care va fi realizat apoi

pilotul propriu-zis (beton armat sau simplu).

Fara tubaj

-realizarea gaurii se face cu ajutorul unor berbeci cu cadere libera.

-terenul trebuie sa fie coeziv ca sa se mentina nesprijinita gaura facuta de berbec si

nu se pot realize decat deasupra apei subterane.

-se umple gaura formata cu beton de jos in sus cu ajutorul unei palnii.

Acesti piloti reprezinta o imbunatatire a terenului de fundare obtinuta pe de o parte

prin indesarea pamantului si pe de alta parte prin creearea unor nuclee rigide din

beton simplu.


Cu tubaj recuperabil.

a. Piloti Franki

In prima instanta se aduce un tubaj metallic si se pozitioneaza vertical pe locul

unde se va executa pilotul. La baza tubului se toarna un dop de beton cu o inaltime

de 1.2m.

Apoi prin intermediul unui berbec cu cadere libera se loveste in dopul de beton

prin interiorul tubajului, iar sub efectul loviturilor , dopul intra in teren, tragand prin aderenta

si tubul dupa el. Dupa atingerea cotei dorite se fixeaza tubajul si se continua loviturile in

dopul de beton pana la spargerea acestuia si expulzarea partiala din tubaj. Fragmentele de dop

impreuna cu mici cantitati de beton vartos aruncate in tubaj vor forma la baza tubajului un

bulb.

Se introduce o carcasa de armature dupa care se betoneaza pilotul cu palnia de jos

in sus si se recupereaza tubajul metallic avand grija ca baza tunajului sa ramana

mai jos decat nivelul betonului pe cel putin 2m.

Combinatia intre indesarea terenului si un pilot cu rugozitate mare si bulb la varf

conduce la obtinerea unor piloti de mare capacitate portanta. Se obtin piloti cu


lungimi maxime de 20m si acest procedeu se poate utilize in toate tipurile de pamant ( insa

nu sunt indicate in argile saturate). Pilotii obtinuti au un diametru standard de 520mm si

lungimi maxime de pana la 20m.

Cu tubaj nerecuperabil.

Se amplaseaza un tubaj metallic pe pozitia viitorului pilot si se monteaza un varf

la baza acestuia. Se infige tubul prin batere apoi se introduce carcasa de armature si

se betoneaza.

Deoarece tubajul metallic este in contact direct cu pamantul ,acesta corodeaza in

timp si deci nu poate fi luat in calculul de rezistenta. Din acest motiv se utilizeaza

pentru acesti piloti tuburi metalice iesite din uz prelevate de la diferite companii care

utilizeaza astfel de tuburi .De multe ori astfel de piloti sunt utilizati la stabilizarea temporara a

unor pante (caz in care nu mai sunt introduce carcase de armatura).

Prin forare.

1.Piloti de deslocuire

a. Fara tubaj,in uscat.

Consta in forarea cu o foreza de tip rotativ a unei gauri cu dimensiunile viitorului

pilot. Stabilitatea forajului este asigurat doar prin coeziunea terenului.

Se executa doar in cazul in care pilotii sunt deasupra apei subterane. Apoi se curata

baza forajului de materialul sapat (altfel va fi diminuata capacitatea portanta a pilotului pe

varf), se introduce carcasa de armature (aceasta este prevazuta cu distantieri pentru centrarea

ei in interiorul forajului ; carcasa se suspenda astfel incat sa nu se lase pe fundul forajului si

sa intre in contact direct cu pamantul).

Etapa finala este aceea de betonare de jos in sus cu palnia.

Se aplica pentru piloti cu diametrul intre 400 si 1000mm si lungimi maxime de 15-

20m .

b. Fara tubaj,sub protectia noroiului bentonitic.

Se realizeaza forajul cu ajutorul unei foreze rotative dupa care stabilitatea acestuia


este asigurata prin umplerea lui cu noroi bentonitic. Are avantajul ca se poate realiza in orice

tip de pamant.

Materialul sapat poate fi extras din foraj cu sapa de forat (lingura de foraj) sau prin

circularea noroiului bentonitic care adduce la suprafata materialul sapt, este trecut printr-un

sistem de curatare dupa care se reintoarce din foraj.

Urmatorul pas este acela de curatire a bazei forajului de materialul sapat, apoi se

introduce carcasa de armature si se betoneaza .Se aplica pentru piloti cu diametrul cuprins

intre 400 si 1500 mm si pentru lugimi de maxim 40m.

c. Fara tubaj cu snec continuu.

Prima etapa este aceea de a infige snecul in teren prin insurubarea acestuia. Apoi se

extrage snecul cu pamantul taiat de el si concomitent cu aceasta extragere prin coloana

snecului este introdus beton fluid care va umple forajul astfel incat sa nu se produca prabusiri

ale pamantului sau ale peretilor forajului. Dupa aceea este introdusa carcasa de armature prin

vibrare pentru a invinge fortele opuse de beton.

Acest procedeu se aplica pentru piloti cu diametrul cuprins intre 400 si 1200 mm si

pentru lungimi de maxim 20m . Are o productivitate foarte ridicata.

V.Elaborarea proiectului fundatiei pe piloti.

Date privitoare la conditiile amplasamentului.

Pentru elaborarea proiectului fundatiei pe piloti trebuie specificate urmatoarele

date referitoare la conditiile amplasamentului:

-stratificatia terenului de fundare cu parametrii geotehnici respectivi prin studiul

geotehnic al terenului.

-gradul de seismicitate stabilit conform codului P100-1-2006.

-nivelul stabil al apei de suprafata ,cu asigurarile impuse de lucrarile specific.

-nivelul normal al apei subterane, precum si modificarile eventual previzibile ale

acestuia pe viitor.

-agresivitatea apelor subterane si de suprafata (la fundatiile cu radier inalt).

-prezenta organismelor care ataca lemnul,in cazul fundatiilor de lemn.


-adancimea probabila de afuiere(cand este cazul).

In cazul in care pilotii se executa in incinta unei constructii existente, pozitia

acestora se definitiveaza de comun accord cu beneficiarul.

Alegerea tipului de pilot.

Alegerea tipului de pilot, inclusiv calitatea materialului pilotului şi metoda de

punere în operă trebuie să ţină seama şi de următoarele aspecte:

-încărcarea ce trebuie preluată de piloţi;

- posibilitatea conservării şi verificării integrităţii piloţilor care sunt puşi în operă;

- tipul, alcătuirea şi deformaţiile admisibile ale construcţiei proiectate;

- poziţia radierului faţă de suprafaţa terenului;

- condiţiile specifice amplasamentului: vecinătăţi, instalaţii subterane etc.;

- lungimea necesară a piloţilor;

- nivelul apelor subterane şi variaţia acestuia;

- execuţia în apă;

- utilaje de execuţie avute la dispoziţie;

- viteza de execuţie;

- experienţa locală în privinţa comportării construcţiilor similare fundate pe piloţi

de un anumit tip.

Criterii speciale

Fundarea pilotilor purtatori pe varf se adopta in cazul in care terenul de fundare

cuprinde straturi practic incompresibile la o adancime accesibila tipului de pilot utilizat.

Utilizarea pilotilor forati de diametru mare sau baretelor se face atunci cand

fundatia transmite terenului incarcari transverale mari si/sau baza pilotilor sau baretelor

patrunde intr-un strat practic incompresibil.

Nu se recomanda utilizarea pilotilor de indesare (piloti prefabricate,piloti

executati pe loc prin batere, vibrare, vibropresare,etc) in cazul prezentei unor

straturi argiloase saturate de consistent ridicata, in care pot apare fenomene de

ridicare a terenului la executia pilotilor, sau in zonele urbane unde vibratiile pot

afecta constructiile invecinate.


VI.Incercarile pe piloti.

Încercările pe piloţi se utilizează în faza finală de proiectare în vederea stabilirii

capacităţii portante a piloţilor, pentru toate categoriile de construcţii.

Incercarile de proba pe piloti trebuie intreprinse in situatiile urmatoare:

-atunci cand se utilizeaza un tip de pilot sau o metoda de punere in opera pentru care nu se

dispune de experiente comparabile.

-atunci cand pilotii nu au facut obiectul unor incercari in conditii de teren si de incarcare

comparabile.

-atunci cand pilotii sunt supusi la o incarcare pentru care teoria si experienta nu dau o

incredere suficienta in proiectul intocmit. In acest caz incarcarea de proba trebuie sa asigure o

incarcare similara cu cea anticipate.

-atunci cand observatiile pe parcursul punerii in opera arata o comportare a pilotului care

deviaza puternic si nefavorabil fata de comportarea anticipate pe baza cercetarii terenului sau

a experientei si atunci cand cercetarea suplimentara a terenului nu explica ratiunile acestei

devieri.

În mod opţional, la construcţiile obişnuite (încadrate conform STAS 10100/0:75 şi

normative P100-1:2006 în clasele de importanţă III, IV şi V, respectiv conform HG 766/97 în

categoriile de importanţă C şi D) se admite ca în faza finală de proiectare să se determine

capacitatea portantă folosind metodele prescriptive de calcul, dacă sub nivelul vârfurilor

piloţilor se găsesc terenuri practic incompresibile şi numai dacă numărul total de piloţi,

pentru toate construcţiile de pe acelaşi amplasament, este mai mic de 100; de la aceste

prevederi fac excepţie piloţii foraţi de diametru mare (d ≥ 600 mm).

Piloţii de probă supuşi încercărilor în teren trebuie executaţi cu aceeaşi tehnologie

şi cu aceleaşi utilaje avute în vedere în proiectul de execuţie al fundaţiilor pe piloţi.

Incercarea pilotilor de proba trebuie sa se faca inainte de inceperea executiei

pilotilor definitivi din lucrare.

Incarcarile statice de proba.

Metoda de incarcare a pilotului,indeosebi in privinta numarului treptelor de incarcare,a

duratei acestor trepte si a aplicarii ciclurilor de incarcare,trebuie sa fie astfel stabilita incat sa

se poata trage concluzii asupra deformatiei,curgerii lente si revenirii fundatiei pe piloti pe


baza masuratorilor effectuate asupra pilotului. La pilotii de proba, incarcarea trebuie sa fie

astfel condusa incat sa se traga, de asemenea, concluzii asupra incarcarii ultime de cedare.

Este indicat ca instrumentele pentru determinarea fortelor,eforturilor sau deformatiilor si

deplasarilor sa fie etalonate inaintea incercarii.

Pilotii de proba

Numărul piloţilor ce se încearcă static pe un amplasament se stabileşte de proiectantul

de specialitate.

Numarul total minim al pilotilor de diametru mic , d < 600mm, incercati static axial la

compresiune este :

In cazul pilotilor de diametru mare , d ≥ 600 mm, numarul minim al pilotilor de

proba, in functie de numarul total al pilotilor si de modul de solicitare in exploatare, este:


Incercari pe piloti neinstrumentati.

Incarcare de proba in conditii statice,cu presa hidraulica , a pilotului solicitat axiala)cu platforma ancorata; b)cu platforma rezemata si lestata; 1-pilot de proba ; 2-pilot de ancoraj ; 3-platforma din grinzi metalice in cruce; 4-tarusi pentru sustinerea cadrului de referinta; 5-cadru de referinta; 6-presa hidraulica; 7-placa de repartitie; 8-microcomparatoare; 9-platforma lestata; 10-reazem al platformei;


Rezultatele unei incercari pe piloti neinstrumentati se reprezinta grafic sub forma a trei

diagrame:

-tasarea in functie de incarcarea P (curba incarcare-tasare)

-tasarea in functie de timp

-incarcarea P in functie de timp

Reprezentare grafica a rezultatelor incarcarii de proba a unui pilot


Incercari pe piloti instrumentati cu reperi mecanici pentru determinarea transferului

de incarcare axiala.

Bareta de proba intrumentata cu reperi mecanici incarcata axial la compresiune.

Legea constitutiva care descrie procesul de transmitere a încărcării axiale de la

baretă la terenul înconjurător poartă numele de transfer de încărcare.

În vederea determinării transferului de încărcare este necesară cunoaşterea distribuţiei

deformaţiei axiale a baretei. În acest scop bareta se instrumentează cu reperi mecanici plasaţi

la diferite cote de observaţie.

Un reper mecanic este alcatuit dintr-o tija metalica sudata de o placa de baza. Tija


este protejata fata de betonul din corpul baretei printr-o teava rezemata pe placa de baza prin

intermediul unei garnituri de cauciuc. Pentru a evita frecarea intre tija reper si teava de

protectie, se prevad din loc in loc distantiere inelare din cauciuc.

Reperii mecanici se solidarizeaza de carcasa de armature a baretei,la interiorul

acesteia si sunt coborati odata cu carcasa in transeea forata, inainte de betonare.

Prin betonare, placile de baza se inglobeaza in corpul baretei reprezentand reperi ai

tasarii baretei la cota la care au fost introduse.

La fiecare tija-reper se monteaza un microcomparator pentru inregistrarea

deplasarii relative intre cota z si cota capului baretei.

Raportul asupra incarcarii de proba

In urma efectuarii probelor se intocmeste un raport asupra tuturor incarcarilor de

proba. Acest raport trebuie sa include ,dupa caz, urmatoarele informatii:

- O descriere a amplasamentului;

- Conditiile de teren, cu trimitere la lucrarile de cercetare a terenului de fundare;

- Tipul pilotului;

- Descrierea modului de instalare a pilotilor si a oricaror probleme intampinate pe parcursul

lucrarilor;

- O descriere a dispozitivelor de incarcare si de masurare a tasarilor si a sistemului de

preluare a reactiunii;

- Documente de etalonare a dozelor de forta , a preselor si manometrelor;

- Inregistrari ale instalarii pilotilor de proba ;

- Fotografii ale pilotului si ale amplasamentului incercarii;

- Rezultatele sub forma numerica ale incercarilor;

- Diagram de tasare-timp pentru fiecare incarcare aplicata ,atunci cand se foloseste metoda

incarcarii in trepte;

- Diagram incarcare-tasare;

- Motivele oricaror abateri fata de cerintele mentionate mai inainte;


VII.Prelucrarea rezultatelor

a. Deformaţiile absolute (tasarile) “s” în lungul corpului baretei

Pentru o anumită treaptă de încărcare, deformaţia si la adâncimea zi este:

si =s0 +c i

unde: s0 - tasarea capului baretei sub o treaptă de încărcare

ci - citirea pe microcomparatorul ataşat reperului i la aceeaşi treaptă de incarcare

Deformaţiile si, înregistrate la diferite adâncimi pentru aceeaşi treaptă de încărcare,

se reprezintă grafic, la o scară convenabilă, raportându-se faţă de axul vertical al baretei.

Se construieste grafic curba de variatie cu adancimea a tasarilor in lungul baretei

b. Deformaţiile specific “ε” în lungul corpului baretei

Deformaţia specifică εi la cota zi se calculează cu relaţia:

unde: si-1 - este deformaţia corpului baretei la adâncimea zi-1

si+1 - este deformaţia corpului baretei la adâncimea zi+1

zi+1 - zi-1 - este distanţa dintre reperii coborâţi la adâncimile zi-1 şi zi+1

Pe baza valorilor εi, calculate, se construieşte curba de variaţie cu adâncimea a deformaţiei

specifice.

c. Forta axiala “Pi” in lungul corpului baretei.

Forta axiala Pi la adancimea zi se calculeaza cu expresia :

Pi=E*Ab* εi

Unde : E – este modulul de deformatie al betonului din corpul baretei;

Ab – este aria sectiunii transversal a baretei;

εi – este deformatia specifica la cota zi;

Pe baza valorilor Pi calculate se construieste curba de variatie cu adancimeaa fortei axiale P


d. Valoarea modulului de deformatie “E” din corpul baretei se poate determina astfel:

Unde : P0 – este incarcarea axiala aplicata pe capul baretei

z1 – este adancimea primului reper

s0 – este tasarea capului baretei

s1 – este deformatia baretei la adancimea z1

In lipsa valorilor E determinate experimental, modulul de deformatie se calculeaza :

Unde : Eb – este modulul de deformatie al betonului

Ea – este modulul de deformatie al armaturii

μ - este procentul de armare

Eb, Ea se obţin din prescripţiile în vigoare pentru calculul elementelor de beton şi beton

armat în funcţie de marca betonului şi tipul armăturii

e. Efortul tangential “τ” mobilizat pe suprafata laterala a baretei la adancimea

zi se calculeaza cu expresia:

Unde : Pi,Pi+1 – sunt fortele axiale la adancimile zi , repectiv zi+1

zi+1-zi – este distant intre reperii de la adancimile zi si zi+1

U – este perimetrul baretei

Pe baza valorilor τi calculate se traseaza graficul de variatie cu adancimea a

efortului tangential mobilizat pe suprafata laterala

Calculele prezentate se repeta in succesiunea aratata pentru fiecare treapta de

incarcare, obtinandu-se astfel elementele pentru interpretarile datelor experimentale.


Prelucrarea rezultatelor inregistrate la reperele de adancime sub o incarcare axiale,prin

construirea curbelor de variatie cu adancimea .

Determinarea curbelor de transfer.

Într-un sistem de coordonate (s, τ) se reprezintă valorile deformaţiilor baretei, si, la o

adâncime dată, zi, în corelare cu valorile efortului tangenţial τ i, pentru diferite valori ale

încărcării P0 aplicată la capătul baretei. Se obţine astfel o curbă care arată mărimea

deformaţiei necesară a fi atinsă la adâncimea zi pentru a se mobiliza efortul tangenţial pe

suprafaţa laterală a baretei, denumită curbă de transfer.


Comparându-se valoarea maximă a lui τ max de pe curba de transfer ( ab ) cu valoarea

rezistenţei la forfecare a pământurilor la aceeaşi adâncime, τ f , zi obţinută prin încercări de

laborator sau pe teren (bc ) se obţin valorile coeficientului de reducere, λi:

Determinarea diagramelor de variaţie a forţei axiale transmisă prin suprafaţa bazei, Pv

şi forţei axiale transmisă prin frecare pe suprafaţa laterală, Plat

Forţa Pv la baza baretei corespunzătoare diferitelor trepte de încărcare P0 se

calculează:

Pv = E *Ab* εv

Scăzând Pv din P0 se obţine Plat care reprezintă cota-parte din forţa totală P0 preluată

prin frecare pe suprafaţa laterală.

În sistemul de coordonate (s,P) se construiesc curbele (s,P0), (s,Pv) şi (s,Plat)


Curbe de distributie

Se construieste cate o curba de distributie(variatia cu adancimea a incarcarii axiale) pentru

fiecare incarcare P0 aplicata pe capul pilotului.

0

lat

v

Tasare,s,(cm)

P(KN)


Curba incarcare – tasare

Bibliografie:

Note de curs

Normativ NP123-2010 “Normativ privind proiectarea geotehnica a fundatiilor pe piloti”

piloti

Documents