Partea Ii-lucrari De Sustinere.pdf

Fundatii – Partea II LUCRARI DE SUSTINERE Generalitati Excavatiile sau umpluturile se pot realiza taluzat sau vertical, cu elemente de sustinere. Excavatie taluzata

Excavatie verticala sustinuta

1. Fundatie ; 2. Umplutura in jurul fundatiei; 3. Taluz

110

1. Fundatie existenta; 2. Fundatie noua; 3. Sustinere

Fundatii – Partea II Umplutura taluzata

Umplutura sustinuta

Lucrările de susţinere sunt lucrări care au ca scop reţinerea terenului (pământ, roci, umpluturi) şi a apei in cazul executarii lucrarilor de excavatie sau de umplutura (ramblee).

În această categorie sunt incluse toate tipurile de lucrări şi sisteme de sprijin în care elementele structurale sunt supuse forţelor generate de materialul reţinut (teren, apă). 111

Fundatii – Partea II În functie de destinatie, lucrarile de sustinere se clasifica: - cu caracter temporar - din elemente recuperabile - din elemente nerecuperabile - cu caracter definitiv Principalele lucrări de susţinere sunt: • sprijiniri simple de lemn • sprijiniri cu palplanse din elemente de inventar de lemn, metalice sau beton armat prefabricat • pereţi îngropaţi - din piloti - din panouri - de tip mixt • susţineri de tip mixt • ziduri de sprijin - ziduri de sprijin de greutate din beton simplu - ziduri de sprijin tip cornier din beton armat 112

Fundatii – Partea II Sprijiniri simple de lemn Sprijinirile simple sunt lucrări de susţinere cu caracter temporar, utilizate pentru sprijinirea excavaţiilor, atunci când:

- adâncimea săpăturii este mai mare decât înălţimea la care pământul s-ar menţine la verticală nesprijinit, - realizarea unei săpături taluzate ar fi imposibilă (din raţiuni de spaţiu disponibil) sau neeconomică.

Sprijinirile simple formeaza pereţi de susţinere verticali neetanşi (nu pot fi folosite sub nivelul apelor subterane).

Elementul principal al unei sprijiniri simple este constituit de dulapi vin în contact direct cu pământul. Dulapii sunt sprijiniti cu filate si spraituri.

Dulapii şi filatele sunt realizate din grinzi de lemn, iar şpraiţurile din lemn rotund (bile). 113

Fundatii – Partea II Sprijiniri cu dulapi orizontali

Se utilizeaza atunci când pământul se poate menţine la verticală nesprijinit pe adâncimea unui tronson de excavare (pământuri cu coeziune suficientă). Dulapii orizontali sunt montaţi după ce a fost realizată excavaţia.

1. Dulapi; 2. Filate verticale; 3. Spraituri 114

Fundatii – Partea II In cazul cand sapatura are o latime mare (peste 6m), spraiturile se pot dispune inclinat sau se sprijina cu popi (pentru reducerea lungimii de flambaj).

115

Fundatii – Partea II Sprijiniri cu dulapi verticali

Dulapii verticali sunt introduşi în teren înaintea realizării săpăturii, fiind utilizaţi în cazul pământurilor necoezive.

1. Dulapi; 2. Filata orizontala; 3. Pene; 4. Sprait

116

Fundatii – Partea II

117

Fundatii – Partea II Elemente de calcul Impingerea activa a pamantului Diagrame teoretice

Pamant necoeziv

118

Pamant coeziv

Influenta suprasarcinii

Fundatii – Partea II Diagrame de calcul

Pamant necoeziv

Pamant cu coeziune redusa

119

Pamant coeziv

Fundatii – Partea II Dulapii si filatele se calculeaza ca grinzi simplu rezemate avand deschiderea egala cu distanta dintre 2 filate consecutive, respectiv dintre 2 spraituri. Incarcarea aplicata pe dulap sau pe filata (F/L) se calculeaza ca rezultanta presiunii corespunzatoare. Spraiturile se calculeaza la compresiune cu flambaj.

120

Fundatii – Partea II Sprijiniri cu palplanse

Sprijinirile cu palplanse pot fi lucrări de susţinere cu caracter temporar sau definitiv.

Sprijinirile cu palplanse formeaza pereţi de susţinere verticali etanşi (pot fi folosite sub nivelul apelor subterane).

Palplansele se pot realiza din lemn, metal sau bap.

Se introduc in pamant prin batere sau vibrare.

121

Fundatii – Partea II Palplanse de lemn

Se realizeaza din lemn de brad sau stejar.

a) b) si c). Dispunere joantiva sau prin suprapunere

Utilizarea palplanşelor de lemn este limitată la lucrări temporare. În funcţie de gradul necesar de etanşare necesar se pot adopta diferite tipuri de îmbinări între palplanşe.

d) Imbinare in „jumatate de lemn” e) Imbinare tip „coada de randunica” f) Imbinare cu lamba si uluc (nut si feder)

122

Fundatii – Partea II Palplanse metalice Palplanşele metalice sunt în formă de Z, S, U. a) Forma U b). Forma S c) Forma Z Palplanşele de tip Z sunt adaptate solicitărilor severe, datorita modulului de inertie mare (imbinarile nu sunt pozitionate in axa mediana a peretelui x-x) 1. Palplansa 2. Imbinarea dintre palplanse

123

Fundatii – Partea II

Tipuri de imbinari (joante)

Utilizarea palplanşelor metalice neprotejate în medii foarte corozive nu este indicată. În cazul utilizării palplanşelor metalice pentru lucrări definitive sunt necesare măsuri de protecţie anticorozivă în funcţie de agresivitatea mediului. Palplanse de beton armat Palplanşele din beton armat prefabricat sau beton armat precomprimat sunt utilizate pentru lucrări definitive. Utilizarea la lucrări temporare nu este indicată din cauza recuperării dificile din cauza greutăţii proprii mari. Palplanşele din beton armat sau precomprimat au secţiuni dreptunghiulare şi sunt prevăzute cu îmbinări pentru asigurarea etanşeităţii. Etanşeitatea asigurată de aceste îmbinări este în general insuficienta, fiind necesare măsuri suplimentare. 124

Fundatii – Partea II Pereti ingropati

Pereţii îngropaţi sunt pereţi de susţinere a excavaţiilor realizaţi din beton armat.

Clasificarea peretilor ingropati se face in functie de urmatoarele criterii:

Alcătuirea constructiva - pereţi din panouri - pereţi din piloţi foraţi. Funcţiile îndeplinite de peretele îngropat pe verticala -

pereţi omogeni: atât materialul din care sunt realizati cât şi funcţia pe care o îndeplinesc (de susţinere si /sau de etanşare) sunt identice în lungul aceleiaşi verticale; - pereţi compuşi: materialul din care sunt realizati cât şi funcţiile de rezistenţă, portanţă şi de etanşare se separă pe verticală.

125

Fundatii – Partea II Pereţi îngropaţi din panouri

Pereţi îngropaţi din panouri pot fi realizati din beton monolit (turnat pe loc) sau din beton prefabricat.

Pereţi îngropaţi din panouri din beton monolit – pereti mulati Pereţii mulaţi sunt realizaţi prin turnarea în teren a betonului după ce în prealabil a fost realizată prin forare, sub protecţia noroiului bentonitic, o tranşee de dimensiuni stabilite prin proiectare. Panourile sunt armate cu carcase de armătură iar legătura dintre panouri trebuie tratată astfel încât să asigure continuitatea peretelui din punct de vedere al rezistenţei şi etanşării.

126

Fundatii – Partea II Geometria unui panou 1. Grosimea peretelui; 2. Lungimea carcasei de armatura; 3. Latimea carcasei; 4. Lungimea panoului; 5. Nivelul platformei de lucru; 6. Nivelul de betonare; 7. Grinda de ghidaj; 8. Nivelul betonului dupa spargerea betonului contaminat; 9. Inaltimea carcasei; 10. Carcasa de armatura 11. Adancimea excavatiei 12. Zona de rost 127

Fundatii – Partea II Vederea in plan a unui perete din panouri Executie „pe sarite” P – panou primar; S – panou secundar Executie „la rand”

1. Panou de capat; 2. Panouri intermediare; 3. Panou de inchidere

128

Fundatii – Partea II Etapele de executie -

Executarea grinzilor de ghidaj Excavarea panourilor Coborarea carcasei (carcaselor) de armatura Betonarea panourilor Tratarea rosturilor dintre panouri

129

Fundatii – Partea II Grinzile de ghidaj Au rol de ghidare a uneltelor de sapat, protejare a peretilor transeii la partea de sus si sustinerea temporara a carcasei de armatura. Se dispun de o parte si de cealalta a transeii ce urmeaza a se excava.

B – grosimea peretelui 130

Fundatii – Partea II Excavarea panourilor Instalatia KELLY Caracteristic tuturor instalatiilor de tip KELLY este utilizarea unei prajini grele la capatul careia se afla o bena (cupa-graifar) actionata hidraulic. Bena este alcatuita din doua jumatati identice („falci”) a caror inchidere si deschidere este comandata hidraulic prin intermediul a doua verine (prese hidraulice), iar ridicarea si coborarea se fac prin doua cabluri legate de bena si de prajina. Graifarul, cu falcile deschide, este lasat sa cada de la inaltime de 1...3m si se infige in pamantul de la baza transeii. Falcile se inchid, iar bena plina cu pamant se scoate din transee si se descarca. Procedura se reia pana la atingerea adancimii finale de forare. Grosimea panoului (peretelui): 0,60 ÷ 1,00m, in functie de latimea benei. Lungimea unui panou: - Panou realizat dintr-un pas de sapare: 2,20 ÷ 2,80m, in functie de deschiderea celor doua falci ale benei - Panou realizat din 3 pasi de sapare: 5,40 ÷ 7,80m; la lungimi mai mari nu se mai poate asigura stabilitatea malului de pamant. 131

Fundatii – Partea II

1. Utilaj purtator 2. Graifar cu bena (in pozitie ridicata si coborata) 3. Ghidaj 4. Prajina (montant) Kelly 5. Brat oscilant

B

132

Fundatii – Partea II

Excavarea unui panou din

Pasul 1

MERLON

3 pasi de sapare

Pasul 2

133

Fundatii – Partea II Instalatia CIS Soletanche

Forarea se face in mod continuu cu o foreza rotativa. Pamantul forat amestecat cu noroiul bentonitic (detritusul) este scos la suprafata prin circulatia noroiului bentonitic care este absorbit prin tija centrala a forezei. Grosimea panoului (peretelui): 0,40 ÷ 1,00m. Lungimea unui panou: max. 7,50 ÷ 8,00m. Se foreaza 2 puturi de capat. Merlonul dintre cele 2 puturi se foreaza prin rabotare, in straturi orizontale de cca. 30cm.

134

Fundatii – Partea II

1. Motor 2. Troliu 3. Pompa de noroi 4. Tija de foraj si absorbtie a detritusului 5. Foreza 6. Noroi bentonitic

135

Fundatii – Partea II Armarea panoului (coborarea carcasei (carcaselor) de armatura) Carcasa de armatura este alcatuita din bare longitudinale, transversale, etrieri si bare inclinate de rigidizare. In functie de dimensiunile panoului, armarea se face cu una sau doua carcase. Carcasa se introduce in transee, sub noroiul bentonitic si este mentinuta suspendata pe grinzile de ghidaj.

136

Fundatii – Partea II 1. Bare longitudinale 2. Bare transversale si etrieri 3. Bare inclinate de rigidizare 4. Bare de suspendare 5. Role distantiere (asigura pozitionarea centrata a carcasei in transee si acoperirea cu beton)

137

Fundatii – Partea II

1. Carcasa 2. Noroi bentonitic 3. Tub de rost intre doua panouri 4. Panou betonat anterior

138

Fundatii – Partea II Betonarea panourilor

Betonarea panourilor se face cu metoda palniei fixe sau „CONTRACTOR”, care se foloseste la betonarea sub noroi bentonitic (piloti forati sub noroi, pereti mulati) sau sub apa (piloti Benoto, lucrari executate sub apa). Se utilizeaza un tub metalic din tronsoane care se imbina la lungimea necesara. La partea inferioara tubul este inchis cu un capac mobil care impiedica patrunderea noroiului in tub. La partea superioara a tubului se afla o palnie (recipient metalic) in care se asigura nivelul constant al betonului in timpul betonarii. Tubul de betonare este coborat pana la baza transeii, se umple complet cu beton si se deschide capacul de la baza. Betonul iese din tub si o anumita cantitate de beton se amescteca cu noroiul – betonul „contaminat” are o densitate mai mica si se ridica la suprafata pe masura ce betonul umple transeea. Dupa terminarea betonarii, betonul contaminat este spart. In cazul panourilor cu lungimea mai mare de 5m, betonarea se face cu 2 palnii de betonare.

139

Fundatii – Partea II

140

Fundatii – Partea II

141

Fundatii – Partea II Realizarea peretelui mulat din panouri executate pe sarite

1. Excavarea panoului primar (de capat) 2. Instalarea tuburilor de rost 3. Introducerea carcasei de armatura 4. Betonarea panoului primar 5. Excavarea panoului secundar 6. Betonarea panoului intermediar

142

Fundatii – Partea II

Realizarea peretelui mulat din panouri executate la rand

1. Excavarea panoului primar (de capat) 2. Instalarea tuburilor de rost 3. Introducerea carcasei de armatura 4. Betonarea panoului primar 5. Excavarea panoului intermediar 6. Betonarea panoului intermediar

143

Fundatii – Partea II

Pereţi îngropaţi din piloti forati

În funcţie de condiţiile de rezistenţă şi etanşare pe care trebuie să le îndeplinească peretele, piloţii pot fi dispuşi cu distanţe între ei, joantivi sau secanţi. Pilotii forati se executa, in general, cu tubaj recuperabil sau cu burghiu continuu.

144

Fundatii – Partea II

145

Fundatii – Partea II

Sisteme de sprijin pentru pereţii de susţinere a excavaţiilor

După criteriul modului de preluare a solicitărilor la care sunt supuşi, pereţii de susţinere pentru excavaţii se clasifică în: Pereţi de susţinere în consolă (autoportanti) Pereţi de susţinere rezemaţi.

146

Fundatii – Partea II Pereţi de susţinere în consolă Stabilitatea unui perete de susţinere în consolă pe parcursul lucrărilor de excavare este asigurată prin încastrarea acestuia în teren.

Etapele de execuţie a unui perete de susţinere în consolă

147

Fundatii – Partea II

Pereţi de susţinere rezemaţi Rezemarea peretelui de susţinere pe măsura realizării excavaţiei reprezintă o alternativă care permite reducerea adâncimii de încastrare a peretelui, precum şi limitarea deplasărilor orizontale ale peretelui, comparativ cu soluţia peretelui înconsolă. Pe măsura avansării lucrărilor de excavare sunt amplasate sistemele de rezemare la cotele şi intervalele rezultate în urma calculelor de proiectare. Sistemele de rezemare sunt: - Interioare : - filate si spraituri - planseele infrastructurii - Exterioare: ancoraje

148

Fundatii – Partea II

Etapele de execuţie a unui perete de susţinere rezemat interior cu spraituri

149

Fundatii – Partea II Etapele de execuţie a unui perete de susţinere rezemat interior cu planseele infrastructurii Rezemarea interioara a pereţilor de susţinere se face prin însăşi structura îngropată (infrastructura). Procedeul se numeste top –down sau metoda milaneză. Structura subterană este realizată de sus în jos, pe măsura avansării lucrărilor de excavare, iar planşeele acesteia devin pe rând rezemări ale peretelui de susţinere. Încărcările verticale sunt preluate de stâlpi şi transmise unor barete sau piloţi executaţi în prealabil. Procedeul permite realizarea, simultan cu subsolurile, a unui număr de niveluri din suprastructura construcţiei. Execuţia lucrărilor este complexă şi anevoioasă. Spaţiile de lucru sunt reduse - săparea terenului are loc sub fiecare planşeu pe o înălţime egală cu cea a viitorului nivel. In plansee trebuie asigurate goluri pentru evacuarea pământului săpat. Sunt necesare utilaje cu gabarit redus. Proceedeul este indicat atunci cand fundatia constructieie este de adancime, pe piloti si/sau barete.

150

Fundatii – Partea II

151

Fundatii – Partea II

1. Perete ingropat 2. Pilot sau bareta 3. Stalp metalic prefundat 4. Pamant ce urmeaza a fi excavat 5, 6, 8, 9. Plansee 7. Stalp 10. Radier

152

Fundatii – Partea II Perete de susţinere rezemat exterior cu ancoraje

153

Fundatii – Partea II Susţineri de tip mixt – Sistemul berlinez Sprijinirile de tip mixt formează pereţi temporari neetansi de susţinere a excavaţiilor. Sistemul berlinez este alcatuit din - elemente de rezistenţă verticale din profile metalice laminate (I) amplasate la diferite distanţe (circa 1...3 m) pe conturul viitorului perete de susţinere ; - elemente de rezistenţă orizontale din dulapi orizontali care formeaza peretele propriu-zis de sprijinire. Profilele metalice se introduc in gauri forate si sunt prefundate pe piloti. Pe măsura avansării lucrărilor de excavare se introduc dulapii orizontali. Sistemul berlinez nu poate fi utilizat decât în terenuri care au o suficientă coeziune pentru a se menţine nesprijinite pe o anumită înălţime până la montarea dulapilor şi deasupra apei subterane. In funcţie de adâncimea de excavare, peretele poate fi realizat autoportant sau sprijinit prin şpraiţuri, respectiv, ancoraje.

154

Fundatii – Partea II Ziduri de sprijin Zidurile de sprijin sunt lucrări de susţinere definitive, utilizate pentru a asigura trecerea între două cote, atunci când spaţiul nu este suficient pentru o săpătură taluzată. Presiunea pământului se transmite integral pe toată suprafaţa de contact dintre zid şi teren. Ziduri de sprijin de greutate din beton simplu Sunt lucrări de susţinere masive care rezistă presiunii pământului prin propria lor greutate. Zidurile de greutate din beton sunt indicate pentru înălţimi de până la 6 m. Pentru a se face economie de material se adoptă secţiuni în trepte sau înclinate.

155

Fundatii – Partea II Ziduri de sprijin tip cornier din beton armat

156

Fundatii – Partea II Elemente de calcul Predimensionarea zidurilor de sprijin

157

Fundatii – Partea II Calculul la SLU Stările limită ultime sunt prin cedarea:

- prin lunecarea pe talpă

- prin răsturnare

- prin depăşirea capacităţii portante a terenului de fundare

158

Fundatii – Partea II

- pierderea stabilităţii generale a terenului

159