Epuismente Bucuresti

UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII BUCURETI FACULTATEA DE HIDROTEHNIC

CATEDRA DE GEOTEHNIC I FUNDAII

TEZA DE DOCTORAT

- REZUMAT -

CERCETRI PRIVIND

PROIECTAREA SISTEMELOR DE EPUISMENT

PENTRU FUNDAII ADNCI,

PE TERITORIUL MUNICIPIULUI BUCURETI

CONDUCTOR TIINIFIC

Prof. univ. dr. ing. EUGENIU MARCHIDANU

DOCTORAND

ing. LAURA FLORINA CHEAN

BUCURETI 2011

TEZA DE DOCTORAT - REZUMAT

CERCETRI PRIVIND PROIECTAREA SISTEMELOR DE EPUISMENT PENTRU FUNDAII ADNCI, PE TERITORIUL MUNICIPIULUI BUCURETI

1

CUPRINSUL TEZEI

INTRODUCERE............................ 4 3

ACTUALITATEA TEMEI 4 3

OBIECTIVELE I STRUCTURA TEZEI. 7 4

1. DATE GEOMORFOLOGICE I HIDROGEOLOGICE 9 6 1.1 UNITI MORFOLOGICE PE TERITORIUL FOII BUCURETI 10 6

1.2 CMPIA BUCURETIULUI.................................................... 14 6

2. DATE GEOLOGICE GENERALE................................... 22 7 2.1 SCURT ISTORIC 22 7

2.2 GEOLOGIA DEPOZITELOR DE VRSTA ROMANIAN - CUATERNAR DIN SUBSOLUL

ORAULUI BUCURETI...

23

7 2.2.1 NEOZOICUL SUPERIOR (ROMANIANUL).. 23 7 2.2.2 CUATERNARUL. 23 7 2.3 PROFILUL LITOLOGIC TIP AL DEPOZITELOR CUATERNARE DIN ZONA ORAULUI

BUCURETI.

24

8

3. STUDIUL STRUCTURILOR HIDROGEOLOGICE...... 30 8 3.1 STRATELE DE FRTETI 30 8

3.2 COMPLEXUL MARNOS INTERMEDIAR............................ 33 8

3.3 STRATELE DE MOSTITEA 36 8

3.4 ARGILELE INTERMEDIARE. 37 9

3.5 STRATELE DE COLENTINA. 37 9

3.6 LUTURILE DE BUCURETI.. 39 9

3.7 DEPOZITELE HOLOCENE DE TERAS I LUNC............................ 40 9

3.8 CONCLUZII.. 41 9

3.9 STUDIU HIDROGEOLOGIC PE UN EANTION DE 14 FORAJE EXECUTATE N

BUCURETI.

42

9

4. CERCETAREA HIDROGEOLOGICA A STRATELOR ACVIFERE. 51 11 4.1 DETERMINAREA GRANULOZITII. 51 11

4.2 DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE PERMEABILITATE........................... 54 11 4.2.1 CARACTERIZAREA STRATELOR ACVIFERE.. 54 11 4.2.2 DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE PERMEABILITATE PRIN METODE DE LABORATOR. 57 12 4.2.3 DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE PERMEABILITATE PE TEREN. 59 12

5. STUDIU DE CAZ. CERCETAREA TERENULUI DE FUNDARE DIN AMPLASAMENTUL bdul Liviu Rebreanu nr.4

76

16

5.1 OBIECTUL STUDIULUI. 76 16

5.2 INVESTIGAII GEOTEHNICE. 76 16

5.3 PRELUCRAREA ANALIZELOR DE LABORATOR.. 79 17

6. HIDROIZOLAREA ELEMENTELOR DE CONSTRUCII AMPLASATE N INTERVALUL DE FLUCTUAIE A NIVELULUI APEI SUBTERANE. STUDIU DE CAZ

85

18

6.1 RELAIA DINTRE FUNDAIA CONSTRUCIEI I APA DIN TERENUL DE FUNDARE.. 85 18

6.2 HIDROIZOLAREA ELEMENTELOR DE CONSTRUCII AMPLASATE SUBTERAN. DATE

GENERALE..

86

18

6.3 STUDIU DE CAZ : CERCETAREA STRUCTURILOR HIDROIZOLANTE PREVZUTE

PENTRU REALIZAREA INFRASTRUCTURII UNUI IMOBIL 2S+P+M+8E+NT B-DUL

BUCURETII NOI

88

19

7. ACIUNEA APEI SUBTERANE ASUPRA PMNTURILOR.. 93 21 7.1 APA N PMNTURI.. 93 21

7.2 GRADIENTUL CRITIC DE ANTRENARE HIDRODINAMIC.. 95 21



2

7.3

FILTRE INVERSE. CRITERII DE DIMENSIONARE.

97

22 7.3.1 PROTECIA PMNTURILOR NECOEZIVE................................... 98 22 7.3.2 PROTECIA PMNTURILOR COEZIVE 99 22 7.3.3 TUBURI PERFORATE INTRODUSE N FILTRU INVERS. 100 22 7.4 FORMULE EMPIRICE PENTRU DIMENSIONAREA DRUMULUI DE INFILTRAIE N

VEDEREA EVITRII GRADIENILOR CRITICI

100

23

7.5 FLUIDIZAREA NISIPURILOR.. 101 23

8. FORAJE HIDROGEOLOGICE. ZONELE DE INFLUEN ALE FORAJELOR HIDROGEOLOGICE.

103

24

8.1 RAZA DE INFLUENT A FORAJELOR HIDROGEOLOGICE 103 24

8.2 FORAJE PERFECTE N STRAT ACVIFER CU NIVEL LIBER............................. 104 24

8.3 FORAJE PERFECTE N STRAT ACVIFER SUB PRESIUNE 107 25

9. EXECUTAREA FUNDAIILOR SUB NIVELUL APEI SUBTERANE. EPUISMENTE. DIMENSIONAREA EPUISMENTELOR.

109

25

9.1 EPUISMENT DIRECT. 110 25 9.1.1 EXECUTAREA GROPILOR DE EXCAVARE FR SPRIJINIREA TALUZURILOR... 110 25 9.1.2 EXECUTAREA GROPILOR DE EXCAVARE CU TALUZURI SPRIJINITE 111 25 9.1.3 EXECUTAREA EXCAVAIILOR SUB PROTECIA ECRANELOR DE ETANARE.. 114 25 9.2 EPUISMENT INDIRECT. 115 26 9.2.1 COBORREA NIVELULUI APEI SUBTERANE PRIN FORAJE DE EPUISMENT AMPLASATE

PE CONTURUL EXCAVAIEI...

115

26 9.2.2 COBORREA NIVELULUI APEI SUBTERANE FOLOSIND INSTALAII DE FILTRE ACICULARE 119 26 9.2.3 DENIVELAREA APEI SUBTERANE PRIN SIFONARE. 120 26 9.2.4 DENIVELAREA APEI SUBTERANE PRIN FORAJE AUTODESCRCTOARE 121 26 9.2.5 EXECUTAREA FUNDAIILOR ADNCI PE CHESOANE.................................... 121 27

10. STUDIU DE CAZ. SOLUII HIDROGEOLOGICE DE EXECUIE A SPTURILOR PENTRU FUNDAREA CONSTRUCIEI VICTORIA BUSINESS PLAZZA, BUCURETI, CALEA VICTORIEI nr.37 (HOTEL NOVOTEL).

122

27

10.1 DATE GENERALE.. 122 27

10.2 CARACTERISTICILE HIDROGEOLOGICE ALE CELOR DOU COMPLEXE ACVIFERE DIN

AMPLASAMENTUL CONSTRUCIEI.

123

27

10.3 DATE DE PROIECTARE PRIVIND SOLUIILE DE EXCAVARE I ETANARE A GROPII

DE FUNDAIE A CONSTRUCIEI..

127

27

10.4 MSURI ADOPTATE PENTRU MBUNTIREA SOLUIILOR HIDROGEOLOGICE DE

EXCAVARE I PROTECIE A TERENULUI DE FUNDARE LA ACIUNEA APEI SUBTERANE

128

28

10.5 DIMENSIONAREA SISTEMULUI DE EPUISMENT PENTRU ACVIFERUL DE MOSTITEA.. 131 29 10.5.1 DATE ASUPRA TERENULUI DE FUNDARE 131 29 10.5.2 SCHEMA ADOPTAT PENTRU CALCULUL EPUISMENTULUI.. 132 29 10.5.3 CALCUL PRIVIND PROIECTAREA LUCRRILOR DE EPUISMENT.. 133 29

10.6 EVACUAREA APEI DIN INCINTA DE PEREI MULAI.. 137 29

10.7 EXECUIA I ECHIPAREA FORAJULUI DE EPUISMENT 137 29

11. CONCLUZII I CONTRIBUII. 139 30 BIBLIOGRAFIE 148 36 ANEXE GRAFICE 154 38

NOT : Coloana a doua conine paginaia din rezumat



3

INTRODUCERE ACTUALITATEA TEMEI Proiectarea sistemelor de epuisment pentru fundaii adnci, pe teritoriul municipiului Bucureti,

este un subiect de actualitate, avnd n vedere dezvoltarea investiiilor n construcii, municipiul Bucureti fiind un ora n plin expansiune. n prezent se observ un interes deosebit al investitorilor pentru construcii multietajate. Datorit preului ridicat al terenului n municipiul Bucureti, numrului limitat de terenuri libere de construcii n zonele de interes economic sau rezidenial, investitorii opteaz pentru o dezvoltare pe vertical a construciilor, ceea ce implic necesitatea unor spaii corespunztoare pentru parcaje auto, spaii tehnice i adposturi ALA n subsoluri multiple, realizate adeseori sub nivelul apei subterane, care, n municipiul Bucureti se intercepteaz la o adncime medie de aproximativ 6 7 metri. De asemenea, avnd n vedere aglomerarea circulaiei urbane este necesar dezvoltarea sistemelor alternative de transport, respectiv extinderea reelei existente de metrou, ceea ce implic lucrri la adncimi sub cota apei freatice. n astfel de cazuri sunt ntotdeauna necesare prospeciuni detaliate asupra terenului, cu foraje adnci i ncercri de laborator. Chiar dac se tie c pe un anumit amplasament terenul bun de fundare se gasete la mic adncime, este necesar ca acesta s fie pus n eviden prin foraje, spre a se verifica dac nu prezint zone de degradare intense sau de fragmentare n profunzime, fisuri, falii etc. Aceste categorii de lucrri, la adncimi mari, necesit excavaii, lucru ce implic depresionarea, prin coborrea nivelului apei subterane. Epuismentele implic gradieni mari de curgere, ceea ce poate conduce la antrenarea nisipului, rezultnd deformaii ale terenului, surpri i tasri mari i foarte mari. Dac fenomenul scap de sub control se poate ajunge la degradri majore ale construciei (de exemplu, biserica Armeneasc, biserica Sf. Spiridon). De aceea, studiile hidrogeologice asupra terenurilor trebuiesc executate riguros, de ctre specialiti atestai n domeniu. Indiferent de sistemul adoptat, este esenial ca societatea care ntreprinde studiile s fie ct se poate de profesionist, contiincioas i cu deplin responsabilitate. n acest sens exist o experien acumulat i studii bazate pe lucrrile deja realizate care au condus la elaborarea normativelor i standardelor n domeniu, care asigur executarea unor lucrri corecte din punct de vedere tehnic, lucrri care i-au dovedit fiabilitatea. Cercetarea amplasamentelor pentru construcii are un caracter complex i se bazeaz pe elaborarea , n principal, a studiilor geologice, geofizice, geotehnice, hidrogeologice i hidrochimice, studii care, analizate i interpretate n interdependena lor, ofer posibilitatea adoptrii soluiilor optime de proiectare att din punct de vedere tehnic ct i economic. Cercetarea terenului de fundare const n ansamblul studiilor ntreprinse pentru a se obine date specifice necesare proiectrii i executrii fundaiilor construciilor. Principalul obiect al acestor studii l constituie identificarea succesiunii, tipului, strii i caracteristicilor fizico-mecanice ale stratelor care alctuiesc terenul de fundare pentru construcia ce urmeaza a fi proiectat. Pentru alegerea unui amplasament optim din punct de vedere al terenului de fundare, studiile trebuie s precizeze i alte date, deosebit de importante : poziia i calitatea apei subterane, inundabilitatea amplasamentului, influena unor eventuali factori geologici de adncime, stabilitatea general a amplasamentului, gradul de seismicitate al zonei, prezena unor surse artificiale de vibraii sau ocuri .a..Soluia de proiectare a fundaiilor unei construcii depinde n mod nemijlocit de cercetarea hidrogeologic a amplasamentului. Corespunztor fiecrei faze de proiectare, studiul hidrogeologic trebuie s furnizeze toate elementele ce prezint importan la ntocmirea proiectului.Studiul hidrogeologic trebuie s cuprind un material grafic (hri, seciuni, block-diagrame etc) i un raport n care se sintetizeaz toate datele obinute, raport ce se ncheie cu un capitol de concluzii i recomandri pentru proiectarea construciilor. Pentru a caracteriza un anumit amplasament din punct de vedere hidrogeologic trebuiesc ntreprinse studii asupra caracteristicilor stratelor acvifere (purttoare de apa) din amplasament. Sunt evaluate, n acest scop, grosimea stratului acvifer, compoziia sa granulometric (granulozitatea) i coeficientul de permeabilitate .

Prezena apei subterane n terenul de fundare este considerat ca fiind una dintre problemele cele mai dificile n lucrrile de excavaie pentru construcii. Pomparea direct din sptura de fundare este o lucrare costisitoare iar scurgerea continu din terenul nconjurator poate produce tasarea construciilor nvecinate. Scurgerea intens n incint poate provoca eroziuni sau alunecri ale malurilor spturilor deschise. n anumite condiii poate fi periclitat stabilitatea fundaiei datorit infiltraiei spre bazinul de aspiraie al pompei, iar n alte situaii se pot produce surpri dac excavaia n argil se face



4

deasupra unui strat permeabil cu ap sub presiune. Cunoaterea caracteristicilor terenului i ale apei subterane i nelegerea legilor hidraulice ale scurgerii permit adoptarea metodelor de ndeprtare a apei subterane care s permit o desfurare economic i sigur a execuiei construciei, n orice condiii. Lucrul cel mai important const n obinerea tuturor informaiilor necesare asupra terenului nainte de nceperea lucrrilor.

Prezena apei subterane pe amplasamentul excavaiei adnci reprezint un factor care aduce numeroase surse de risc, de care trebuie s se in seama la proiectarea i execuia unei lucrri. Chiar n cazul n care cota la baza fundaiei se situeaz deasupra nivelului apei freatice i infrastructura cldirii nu ar fi expus unei ape cu presiune hidrostatic semnificativ i de lung durat, totui, apa din precipitaii determin, pe de o parte o umiditate natural a pmntului, aceasta circulnd, sub efectul gravitaiei ctre pnza freatic, iar pe de alt parte, fluctuaiile pnzei freatice pe o perioad mai ndelungat de timp, pot varia ntr-un ecart n care se nscrie baza fundaiei, chiar dac la data proiectrii nivelul apei subterane este mult mai jos dect cota fundaiei. De aceea conceperea corect a hidroizolaiilor pentru cldiri supuse aciunii apelor cu sau fr presiune hidrostatic i umiditii naturale a mediului trebuie s in cont de natura i configuraia terenului, de istoricul fluctuaiilor nivelului freatic, de tipul de prezen al apei pentru care este necesar hidroizolarea, de modul de funcionare al construciei i nu n ultimul rnd de amplasarea construciei n teren i fa de vecinti . Foarte des se ntmpl ca dup nceperea excavaiei, apa subteran s se infiltreze n sptur, cu debite mai mari dect s-a prevzut anterior, se aduc mai multe pompe pe amplasament i excavarea se continu n condiii foarte grele pn cnd infiltraia este att de mare nct malurile excavaiei ncep s se prbueasc, ameninnd i construciile nvecinate.n alte cazuri, antrenarea hidrodinamic pe fundul spturii este att de activ nct nu se poate obine o suprafa satisfctoare pentru turnarea betonului. n aceast situaie executantul refuz s mai lupte i solicit ajutor din afar pentru instalarea unui sistem de filtre aciculare sau de puuri forate pentru coborrea nivelului apei sau se recurge la metodele de execuie a construciei sub nivelul apei. Sistemele de coborre a nivelului apei subterane pot obine rezultate eficiente, dar costul general al pomprii, al excavrii suplimentare a malurilor prbuite, al reparrii stricciunilor produse i consumul de timp pentru instalarea i punerea n lucru a sistemului, duc la cheltuieli mai mari dect dac sistemul de coborre a nivelului apei subterane ar fi fost inclus nc de la nceput.

De aceea, una dintre cele mai dificile probleme pe care le are de rezolvat constructorul, proiectant sau executant, la realizarea fundaiilor sunt cele legate de prezena apei, de suprafa sau subterane. Orict de riguros ar fi proiectat i executat o construcie, dac terenul de fundare nu ndeplinete anumite condiii sau nu se intervine asupra lui cu anumite mbuntiri (dac este cazul), n ansamblul construcie teren poate aprea o gam variat de disfunciuni, de la infiltraii de ap pn la afectarea structurii de rezisten. Aceste disfunciuni presupun intervenii ulterioare complexe i costisitoare, ca s nu mai vorbim de situaii n care pagubele pot fi att de mari nct nu se mai pot remedia . Pentru evitarea unor astfel de situaii, cunoaterea naturii terenului de ctre constructori este de un interes major pentru adoptarea unor soluii adecvate.Tehnologiile adoptate la realizarea excavaiilor n prezena apei subterane depind de dimensiunile construciilor, adncimea de fundare a acestora, natura terenului de fundare .a. n prezent echipamentele tehnice i tehnologiile de lucru folosite n mod curent pe antierele de construcii au atins asemenea performane, nct permit realizarea fundaiilor directe la adncimi mari, n condiii geologice i hidrogeologice dintre cele mai dificile.

OBIECTIVELE I STRUCTURA TEZEI OBIECTIVELE TEZEI Aceast lucrare promoveaz proiectarea eficient a sistemelor de

epuisment pentru fundaii adnci, pe teritoriul municipiului Bucureti, ora aflat n plin expansiune din punct de vedere al numrului mare i complexitii noilor construcii. Rigurozitatea analizei aciunii apei subterane asupra infrastructurii unei construcii este strict legat de corectitudinea i veridicitatea modelului geologic ales de ctre proiectant. n general se ateapt ca inginerii i geologii s realizeze un model geologic veridic chiar i atunci cnd exist puine sau nerelevante rezultate ale ncercrilor geotehnice, nefiind cercetat istoricul amplasamentului respectiv. Pe teritoriul oraului Bucureti exist un volum foarte mare de lucrri de investigaii geotehnice i hidrogeologice, foarte multe date rezultate din teste in situ i laborator, dar interpretarea acestora n vederea alegerii valorilor de calcul este dificil. Numrul mare i diversitatea construciilor existente modific, uneori extrem de mult, modelul geologic



5

natural (fundaii adnci care joac rol de ecrane, drenaje cu putere mare de aciune, pierderi de ap din reelele de conducte i din canalizri, foraje vechi de studii ce fac legtura ntre acvifere etc). n aceast situaie, un proiect eficient de epuisment trebuie s pstreze o anumit rezerv n ceea ce privete eficacitatea i s conin i variante de soluii de rezerv, aplicabile pe parcursul execuiei dac acest lucru se impune.

STRUCTURA TEZEI Teza este structurat n 12 seciuni : introducerea i 11 capitole. ntr-o prim seciune a lucrrii, n introducere, am subliniat actualitatea temei abordate i am prezentat succint, att obiectivele ct i modul n care am structurat prezenta lucrare.

n capitolul 1 am realizat, n baza bibliografiei studiate, o prezentare a datelor geomorfologice i hidrogeologice din aria municipiului Bucureti, cu delimitarea i mprirea acesteia n uniti morfologice.

Capitolul 2 al lucrrii cuprinde prezentarea geologiei depozitelor cuaternare din subsolul oraului Bucureti, fiind reprezentat o succesiune schematic a formaiunilor din subsolul capitalei profilul litologic tip al depozitelor cuaternare.

Urmeaz, n capitolul 3, un studiu al structurilor hidrogeologice : acviferele cantonate n depozitele cuaternare. Pe fondul general al unor seciuni de ansamblu, am ales 14 zone reprezentative ale Bucuretiului, construind cte un profil hidrogeologic tip pentru fiecare zon. Cu datele avute la dispoziie am construit reprezentri tip block diagram, care ofer o imagine spaial a litologiei i n mod deosebit a distribuiei celor dou acvifere (Pietriurile de Colentina i Nisipurile de Mostitea), pe intervalul de adncime care intereseaz pentru fundaiile adnci.

Capitolul 4 al tezei se refer la metodologia de cercetare hidrogeologic a stratelor acvifere, faz absolut obligatorie pentru obinerea parametrilor geologici i hidrogeologici necesari calculelor de dimensionare a sistemelor de epuisment.

n capitolul 5 am prezentat un studiu de caz privind cercetarea hidrogeologic a terenului pe un amplasament situat n cartierul Titan, pe Bd. Liviu Rebreanu, destinat executrii unui mall. Sunt redate succint att investigaiile geotehnice realizate pe un numr de 7 foraje din amplasament, ct i determinrile realizate n baza analizelor de laborator.

n continuare, n capitolul 6 al lucrrii, am prezentat pe scurt lucrrile de hidroizolaii la fundaia unui bloc 2S+P+M+8E amplasat pe un teren n care nivelul apei subterane, la data efecturii studiului geotehnic, era cu puin sub cota excavaiei necesare fundrii construciei. La elaborarea acestui proiect am participat efectiv, n calitate de inginer constructor proiectant specialitatea rezisten.

Capitolul 7 prezint o scurt analiz cu privire la aciunea apei subterane asupra pmnturilor, atenia fiind concentrat asupra fenomenelor destructive : antrenarea hidrodinamic i fluidizarea nisipurilor, i a posibilitilor de diminuare a acestor fenomene prin reducerea gradienilor critici prin filtre inverse .a.

Capitolul 8 analizeaz metodologia de realizare a epuismentelor prin pompri efectuate n grupuri de foraje care lucreaz n interferen. Am subliniat importana distribuiei forajelor de epuisment n aria amplasamentului, astfel nct acestea s intre n interferen spre a se obine o coborre eficient a nivelului apei subterane.

n capitolul 9 se prezint date privind soluii de efectuare a epuismentelor prin utilizarea diverselor metodologii : epuisment direct din gropile de excavare, foraje de pompare amplasate pe conturul excavaiei, filtre aciculare, sifonare, foraje autodescrctoare, chesoane.

Capitolul 10 prezint n detaliu realizarea lucrrilor de epuisment la fundarea hotelului Novotel, situat ntre Palatul telefoanelor i str. Cmpineanu. Se face o analiz n detaliu a etapelor de realizare a proiectului, ncepnd de la faza de documentare pn la realizarea efectiv a construciei. n baza materialului bibliografic, sunt prezentate caracteristicile hidrogeologice ale celor dou complexe acvifere din amplasamentul construciei, datele de proiectare privind soluiile de excavare i etanare a gropii de fundaie dar i msurile adoptate pentru mbuntirea soluiilor hidrogeologice de excavare i protejare a terenului de fundare la aciunea apei subterane. De asemenea, tot n aceast seciune, este prezentat att calculul de dimensionare al sistemului de epuisment necesar ct i execuia i echiparea forajului de epuisment.

n ncheiere, capitolul 11 cuprinde concluziile i modestele contribuii pe care am ncercat s le adaug la cunoaterea hidrogeologiei subsolului oraului Bucureti, cu privire la executarea lucrrilor de epuisment pentru fundarea construciilor.



6

1. DATE GEOMORFOLOGICE SI HIDROGEOLOGICE Municipiul Bucureti este plasat n mijlocul celui mai mare es al rii noastre, n partea central

a Cmpiei Romne.La distane relativ egale, estimate la 70 80 Km, la nord i la sud se gsesc uniti cu altitudini mai mari de 200m, reprezentate prin Subcarpaii Prahovei i Podiul Prebalcanic (fig.1.1).

FIG.1.1. POZITIA GEOGRAFICA A MUNICIPIULUI BUCURETI FIG.1.2. PORIUNE DIN HARTA UNITILOR DE RELIEF [59]

1.1. UNITI MORFOLOGICE PE TERITORIUL FOII BUCURETIULUI

UNITI MORFOLOGICE [9]

CARACTERISTICI

cmpul Brganului Cote maxime n NW - altitudine absolut de 80m, iar ctre S - SE cotele descresc pn la cota de 40m cmpul Mostitei Cote n jur de 100m nspre NW pn la 50m nspre SE

cmpul Vlsiei Spre NW, cmpul are o altitudine de 75-80m, iar spre SE altitudinea descrete pn la 50m. cmpul

Gvanu-Burdea La NW cote de cca 90m, care descresc spre ESE pn la 75m. Drenajul superficial al cmpului Gvanu-Burdea este efectuat de civa aflueni ai Argeului, puin adnci.

cmpul

Burnasului

Spre W altitudinea maxim de 90m. Spre E, aceasta scade pn la 75m. Caracterul reelei hidrografice este pus n eviden prin adncirea rapid a vilor, versani largi, n cursul inferior stratul acvifer fiind tiat prin eroziune, aprnd izvoare a cror apa este colectat n mici lacuri, prin bararea vilor de ctre om.

terasele i lunca

Dunrii

n aceast regiune, Dunrea are patru terase. Lunca Dunrii este n general o regiune inundabil, ale crei cote scad de la 20m (la W) pn la 15m, la E de confluena cu valea Mostitei. Limea acesteia este de 3 - 8Km. n lunc au luat natere lacurile Greaca, Pietrelor i Sticleanu.

terasele i lunca

Argeului

Argeul are trei nivele de teras : un nivel superior - altitudine relativ de 15-20m, un nivel mediu - altitudine relativ de 8-12m i un nivel inferior - altitudine relativ de 2-5m. Lunca Argeului are o dezvoltare mare (5 - 6Km lime), i cote ntre 79m la W de Drti Ilfov, pn la 17m la confluena cu Dunrea.

terasele i lunca

Dmboviei

Rul Dmbovia prezint n aceast regiune dou nivele de teras : nivelul superior, cu altitudinea relativ de 815m i cel inferior, altitudine de 37m. Lunca Dmboviei are o lime de 1,5 3Km. Albia minor este intens meandrat, plasat cnd pe o parte, cnd pe alta a luncii.

terasele i lunca

Neajlovului

Neajlovul, n cursul inferior, are trei terase dezvoltate pe partea stang : nivelul superior 1520m, nivelul mediu 812m i nivelul inferior 25m. Lunca Neajlovului are o lime de 1 - 2Km. Spre confluen lunca este mlatinoas i acoperit n cea mai mare parte de balta Comana.

terasa i lunca

Ialomiei

Ialomia dreneaz teritoriul foii Bucureti pe o mic poriune, situat n colul NE. Malul drept al Ialomiei este abrupt, taluzat,lipsit de terase. Pe partea stng, Ialomia a spat un singur nivel de teras, cu altitudinea relativ de 3 7m. Lunca se afl pe stnga rului, n lime de 48Km.

Cercetrile istorico geografice sunt unanime n recunoaterea rolului semnificativ al factorilor naturali n dezvoltarea progresiv a oraului Bucureti pn la statutul actual de capital, avnd n vedere : poziionarea acestuia cam la mijlocul distanei dintre Subcarpai i Dunre, existena suprafeelor de teren plane cu soluri fertile i relativa apropiere a trei cursuri de ap : Colentina, Dmbovia, Arges i, nu n ultimul rnd, avantajul unui climat de iarn mult mai blnd comparativ cu cel al vechilor reedine de capital, Cmpulung Muscel i Trgovite.

1.2. CMPIA BUCURETIULUI Referindu-ne strict la spaiul existent n interiorul inelului de cale ferat, se constat ca rurile Colentina i Dmbovia, avnd cote ale luncilor de 85 m n amonte i de 55 m n aval i sensuri de curgere NV - SE, au separat n Cmpia Bucuretiului trei poriuni relativ egale ca extindere, dar distincte ca vrst i constituie litologic. Fiecare din cele trei cmpuri, denumite Otopeni, Colentinei i Cotroceni (figura 1.2), are n alctuire un cmp nalt situat la 13-17 m altitudine relativ i trei sau dou terase (t3, t2, t1) la 12-10 m, 8-7 m i 5-3m altitudine relativ [3].



7

ELEMENTE

MORFOLOGICE

CARACTERISTICI

cmpul Otopeni

Altitudinea absolut este 96 - 82 m, panta general a terenului nclinnd spre SE cu 1,2 0/00 . Cmpul prezint

microrelief specific terenurilor cldite pe loess. n nord, datorit regimului preponderent subsident i climei ceva mai umede, paleosolurile argiloase sunt mai groase, iar intercalarea lor n suita rocilor eoliene din formaiunea Loessului favorizeaz, n anii ploioi, generarea deasupra a unor acvifere sezoniere, care se ridic pn la suprafaa terenului, bltind. De aceea, de-a lungul istoriei, Cmpul Otopeni a fost ocupat de pduri (Bneasa, Tunari i Boldu Cretuleasa) i, n mod subordonat, de culturi agricole.

cmpul Colentinei Se afl ntre Colentina i Dmbovia.Cuprinde un cmp, dou terase i doua poriuni de lunc, pe dreapta Colentinei i pe stnga Dmboviei .

terasa t2 a Colentinei

Trecerea de la cmp la terasa de 10-12 m este marcat de existena pe teras a unor microdepresiuni alungite V-E, paralele cu limita dintre cele dou elemente morfologice . Pe taluzul dintre cmp i podul terasei t2 izvorsc praiele Pipera i Saulea.

terasa t1 a Colentinei

Are altitudine relativ 7-8 m i o lime de cca 1 500 m. Podul este plan, cu uoar nclinare ctre ru. Resursele de ap din izvoare sunt la ndemana locuitorilor, favoriznd instalarea din vremea getodacilor a mai multor aezri, n vatra crora au evoluat localitile Struleti, Tei, Fundeni, Pantelimon .a.

lunca

Colentinei

Adncit cu circa 17-13 m n suprafaa cmpiei, lunca are limea medie de 400-500 m, iar rul un curs sinuos. n lungul luncii, prin accentuarea meandrelor, s-au format grditi la Ghica- Tei, Plumbuita i Fundeni. Pentru a preveni inundaiile ce aduceau mari pagube, n prima parte a secolului al XX-lea s-au amenajat lacurile Struleti, Grivia, Bneasa, Herstru, Floreasca, Tei, Fundeni, Pantelimon I i II .

Cmpul Cotroceni n limitele ariei analizate, aceast subunitate are n alctuire un cmp nalt i trei terase modelate de rul Arge.

2. DATE GEOLOGICE GENERALE 2.1. SCURT ISTORIC

Subsolul Capitalei a fost nc din secolul trecut obiectul unor numeroase cercetri a cror motivaie a fost, n deosebi, sperana gsirii n adncime a unor ape subterane arteziene, care ar fi soluionat problema alimentrii cu ap a oraului. Studii remarcabile ale geologiei Capitalei au fost realizate de G.Murgoci i E.Protopopescu Pache. 2.2. GEOLOGIA DEPOZITELOR DE VRST ROMANIAN - CUATERNAR DIN SUBSOLUL ORAULUI BUCURETI 2.2.1. NEOZOICUL SUPERIOR (ROMANIANUL) n baz, Romanianul ncepe cu un orizont de tufuri calcaroase, cenuii nchise sau deschise, uneori alterate. n zona luncii Dunrii forajele de mic adncime nu au ntlnit orizontul de tufuri calcaroase care a fost ndeprtat prin eroziune de Dunre. Peste orizontul tufurilor calcaroase, urmeaz nisipuri glbui-verzui, slab argiloase, acoperite de marne cenuii nchise, uneori vinete, fosilifere. nspre N, depozitele romaniene apar numai n foraje, la adncimi din ce n ce mai mari, care ating valoarea de 350m n dreptul oraului Bucureti. Litologic sunt reprezentate printr-o alternan de argile i argile nisipoase, cenuii-vinete, sau negricioase, cu intercalaii de nisipuri. 2.2.2. CUATERNARUL

Pleistocen inferior ( qp1 ) Peste depozitele romaniene apare orizontul de pietriuri i nisipuri stratele de Frteti .

Pleistocen superior ( qp2 ) Pe teritoriul foii Bucureti, Pleistocenul mediu este reprezentat printr-o succesiune de marne, argile i nisipuri, cunoscut sub numele de complexul marnos .

Pleistocen superior ( qp3 ) Pleistocenul superior este reprezentat n baz printr-un orizont de nisipuri mrunte i fine, glbui, cu intercalaii de concreiuni grezoase sau calcaroase, cu o grosime de 8-20m, cunoscut sub numele de nisipuri de Mostitea (E.Liteanu, 1953). Nisipurile de Mostistea suport o serie de depozite : argilele intermediare i stratele de Colentina n interfluviul Arge-Dmbovia i depozite loessoide n cmpurile Gvanu-Burdea, Mostitei i Brganului.

Holocen inferior ( qh1 ) Holocenul inferior este reprezentat prin depozitele loessoide aparinnd terasei inferioare a rurilor : Dunrea, Arge, Dmbovia i Neajlov, precum i prin aluviunile grosiere ale terasei joase a rurilor menionate.

Holocen superior ( qh2 ) Holocenul superior este reprezentat prin depozitele loessoide din alctuirea terasei joase, aluviunile grosiere i fine ale luncilor, precum i depozitele de dune care acoper partea nordic a cmpului Brgan.



8

2.3. PROFILUL LITOLOGIC TIP AL DEPOZITELOR CUATERNARE DIN ZONA ORAULUI BUCURETI

Cercetrile asupra subsolului Capitalei se sprijin pe profilele ntocmite asupra unui numr mare de foraje executate n ultimul secol.Coordonarea acestor profile permite realizarea unei succesiuni schematice a formaiunilor din subsolul Capitalei.Sub formaiunile superficiale (lutul de Bucureti i depozitele antropogene) urmeaz un banc de nisipuri, la baz cu pietriuri,din ce n ce mai dezvoltat spre E, unde atinge grosimi de 18-20m (fig.2.4).Aceste depozite sunt numite pietriuri de Colentina i formeaz un acvifer cu nivel liber.Dup o succesiune , pe 10-15m, de strate de nisipuri de 1-3m grosime, n alternan cu strate de argil de aceeai grosime (argilelele intermediare), urmeaz un banc de nisipuri de 10-18m grosime, care uneori prezint i intercalaii subiri de pietriuri mrunte, denumit nisipuri de Mostitea.Formeaz un acvifer captiv, sub presiune.Urmeaz complexul marnos : o succesiune de strate de nisipuri n alternan cu depozite argiloase, observnd c n adncime dezvoltarea nisipurilor scade treptat. n seciune, aceast formaiune are pe o grosime de 50-100m o structur foarte variat.

FIG.2.4. SECIUNE VERTICAL SCHEMATIC - SUBSOLUL MUNICIPIULUI BUCURETI

Majoritatea forajelor sunt limitate la acest banc care constituie stratul acvifer al unui orizont cu ape subterane abundente. Exist totui un numr suficient de foraje mai adnci din care rezult c acest banc acvifer are patul constituit din argile vinete-cenuii, eventual cu rare intercalaii de nisipuri, n grosime de 20-30m. Urmeaz n adncime nc alte dou bancuri de nisipuri cu pietriuri de aceeai structur i dezvoltare ca i a celui precedent, i de asemenea separate printr-o intercalaie argiloas de 20-30m grosime. Aceste ultime trei bancuri de nisipuri cu pietriuri, mpreun cu intercalaiile argiloase ce le separ, au primit denumirea stratele de Frteti. Acest acvifer, captiv, sub presiune, reprezint cel mai important acvifer pentru alimentarea cu ap potabil din surse subterane.Profilul litologic tip pentru Cuaternarul din subsolul oraului Bucureti, cu cele trei acvifere care intereseaz din punct de vedere al fundrii construciilor, este redat n fig.2.4.

3. STUDIUL STRUCTURILOR HIDROGEOLOGICE

3.1. STRATELE DE FRTETI Stratele de Frteti sunt alctuite din trei orizonturi de nisipuri cu pietri - A (bancul superior), B (bancul de mijloc) respectiv C (bancul inferior) - separate prin intercalarea a dou straturi de argil. Fiecare din aceste strate este alctuit la baz din nisipuri grunoase cu pietriuri. Nisipurile mari trec n nisipuri mijlocii, apoi n nisipuri fine care devin treptat mai argiloase, granulozitatea materialului reducndu-se treptat ctre acoperi. Stratele de Fratesti prezint o nclinare lent n sensul S-N, contrar pantei reliefului, concomitent cu o tendina de dezvoltare pe msura deplasrii spre N. Spre sud apare fenomenul reunirii straturilor B i C sub forma unui singur banc prin reducerea treptat pn la dispariie a intercalaiei argiloase inferioare n dreptul grii Jilava. 3.2. COMPLEXUL MARNOS INTERMEDIAR Complexul marnos intermediar atinge n zona oraului Bucureti o grosime de 100-120m [8]. Structura complexului marnos variaz ntre limite foarte largi n raport cu fiecare amplasament din zona municipiului Bucureti, fiind probabil rezultatul unei sedimentri condiionate de factori variabili i reprezentaa prin agregate lenticulare extrem de variate ca forma, dimensiuni i orientare. Aceste agregate determin o reea complex, al crei element preponderent pare a fi alctuit din roci impermeabile. 3.3. STRATELE DE MOSTITEA Constituia petrografic corespunde cu a nisipurilor din orizontul inferior de pietriuri al stratelor de Frteti. Granulozitatea nisipurilor este foarte variat, de la nisipuri



9

fine i pn la nisipuri grosiere, cu intercalaii de pietriuri mrunte i resturi de lemne. Nisipurile de Mostitea apar n subsolul terasei din stnga Dmboviei sub forma unui strat de 10-15m grosime, dar n destul de multe amplasamente are aspectul unei succesiuni de nisipuri cu intercalaii argiloase, care nu depete uneori civa metri. n subsolul terasei din dreapta Dmboviei bancul de nisipuri de Mostitea prezint intercalaii frecvente de pietriuri i au tendina de reunire spre S cu pietriurile i nisipurile superioare. 3.4. ARGILELE INTERMEDIARE ntre bancul de nisipuri de Mostitea i bancul superior de pietriuri de Colentina se dezvolt o formaiune argiloas-prfoas, cu una sau dou intercalaii de nisipuri fine, n zona Bucuretiului avnd o grosime de cca 5-10m. Diverse profile ntocmite n punctele Armata Poporului, teatrul Naional i Piaa Blcescu arat c aceste depozite au ntre anumite limite o structur lenticular. Analizele granulometrice executate n diferite puncte ale municipiului Bucureti arat pentru sedimentrile argilo-marnoase o granulometrie apropiat depozitelor similare din complexul marnos. 3.5. STRATELE DE COLENTINA Stratele de Colentina, denumite i pietriuri de Colentina, sunt atribuite nivelului mediu al Pleistocenului superior [41]. n adncime, granulozitatea nisipurilor se mrete, aceasta trecnd la pietriuri. ntregul banc prezint o sedimentare n lentile, ale cror dimensiuni cresc ctre patul stratului. Toate acestea arat o aciune variat a apelor curgtoare care au depus pietriurile de baz ntr-un regim torenial i apoi mai trziu, ntr-o epoc de maturitate, au adus nisipuri sedimentate n lentile mici. 3.6. LUTURILE DE BUCURETI (DEPOZITELE LOESSOIDE) Luturile de Bucureti, constituind acoperiul seriei de sedimente studiate, se caracterizeaz din punct de vedere litologic prin variaia granulometric a elementelor componente : argile, prafuri i nisipuri fine. Luturile de Bucureti sunt alctuite din prafuri nisipoase, argiloase glbui, cu concreiuni calcaroase, cu o grosime de 15-20m. Condiiile de sedimentare ale acestei formaiuni las s se ntrevad regimuri eoliene dar i regimuri lacustre. 3.7. DEPOZITELE HOLOCENE DE TERASE I LUNC Depozitele loessoide aparinnd terasei inferioare a rurilor : Dunrea, Arge, Dmbovia i Neajlov precum i aluviunile grosiere ale terasei joase a rurilor menionate sunt atribuite Holocenului inferior. Aceste depozite holocene loessoide din structura terasei inferioare sunt alctuite din prafuri argiloase, slab nisipoase, groase de 10-20m. 3.8. CONCLUZII Grosimea depozitelor cuaternare atinge n punctul parcul Carol (Filaret lunc) cca 230m, n punctul Bneasa pod Herstru cca 350m i se dezvolt considerabil spre N i NNE. Studiul sumar al formaiunilor hidrogeologice cuaternare constituind subsolul municipiului Bucureti evideniaz existena a trei formaiuni acvifere, dup cum urmeaz :

Complexul Stratelor de Frteti formeaz un strat acvifer captiv sub presiune, prezentnd o deosebit importan ca surs de alimentare cu ap a anumitor zone ale Bucuretiului.

Pietriurile de Colentina alctuiesc un strat acvifer freatic cu nivel liber. Nisipurile de Mostitea constituie un strat acvifer captiv sub presiune. Att nisipurile de Mostitea

ct i pietriurile de Colentina au o deosebit importan ca teren de fundare pentru Bucureti. 3.9. STUDIU HIDROGEOLOGIC PE UN EANTION DE 14 FORAJE BUCURETI Pentru cercetarea caracteristicilor hidrogeologice ale terenului din municipiul Bucureti a fost ales un numr de 14 zone reprezentative ale capitalei (anexele 3.53.18).

GRUP 1 foraje executate n interfluviul

inferior al Dmboviei

GRUP 2 foraje executate n terasa superioar a Dmboviei

GRUP 3 foraje executate n interfluviul

superior al Dmboviei

GRUP 4 foraje executate n

interfluviul superior al Dmboviei zona foraj

Locaie foraj

anex

a zona foraj

Locaie foraj

anex

a zona foraj

Locaie foraj

anex

a zona foraj

Locaie foraj

anex

a

1 Cotroceni Park 3.5 5 catedrala Sf Iosif 3.9 8 Pireus Bank 3.12 11 P-ta Ch.De Gaulle 3.15

2 Spl.Unirii 168-170 3.6 6 Hotel Novotel 3.10 9 Rosetti Tower 3.13 12 Barbu Vacarescu 3.16

3 Calea Vacaresti 3.7 7 Fizicienilor II 3.11 10 Piata Dristor 3.14 13 Liviu Rebreanu 3.17

4 Vitan-Barzesti 3.8 14 Codrii Neamtului 3.18



10

Fiecrui grup de foraje i s-a alctuit un profil geotehnic, pentru evidenierea caracteristicilor hidrogeologice. Profilele sunt redate n anexa 3.19.

n baza informaiilor oferite de eantionul forajelor am imaginat o axonometrie a subsolului municipiului Bucureti (anexa 3.22), punnd accent att pe stratificaia terenului ct i pe nivelul apei subterane (anexa 3.1). Planul cercetat se ntinde pe o lungime de aproximativ 9,20 Km pe direcie longitudinal, de-a lungul axei Oy i are o lime de cca 4,80 Km pe direcia transversal a axei Ox. Pe directia Oz, o valoare medie a adncimilor studiate ar fi 30 - 35m, avnd n vedere faptul c bazele forajelor variaz de la un minim de 15,30m adncime (F4) la un maxim de 50,00m adncime (F3 , F11).

A rezultat un block-diagram al subsolului Bucuretiului, o imagine 3D a formaiunilor acvifere Mostitea i Colentina, n zona adiacent albiei Dmboviei.

O prim concluzie desprins din analiza 3D a subsolului oraului Bucureti, n zona adiacent albiei Dmboviei, const n monotonia tipurilor de pmnt : ne ateptm s ntlnim, ncepnd cu suprafaa terenului, depozitele antropice, urmate de lutul de Bucureti, apoi pietriurile de Colentina, argilele intermediare i nisipurile de Mostitea.

Dei succesiunea i tipologia straturilor constitutive ale subsolului este cunoscut, neoferind surprize majore, axonometria prezentat n anexa 3.22 evideniaz ns limitele largi de variaie a grosimilor acestor straturi :

depozitele antropice (umpluturile) : 0.30m n zona Vitan - Brzeti pn la 10.30m n zona Codrii Neamului

depozitele loessoide (lutul de Bucureti) : 1.50m n zona Pireus Bank pn la 13.70m n zona Cotroceni Park

stratul pietriurilor de Colentina : 4.00m n zona Piaa Dristor pn la mai mult de 25.30m n zona Rosetti Tower

stratul argilelor intermediare : 2.40m n zona Fizicienilor II pn la 24.10m n zona Calea Vcreti

stratul nisipurilor de Mostitea : cota la baza superioar a stratului variaz ntre minim 20.00m de la suprafaa terenului n zona Piaa Dristor pn la maxim 43.80m n zona Calea Vcreti Nivelul apei subterane, n aria studiat, variaz n limite largi, ncepnd de la 2.60m de la

suprafaa terenului n zona Fizicienilor II pn la 10m de la suprafaa terenului n zona Cotroceni Park , fiind situat :

n stratul depozitelor antropice, n proporie de 14% din aria cercetat (Fizicienilor II i zona Codrii Neamului)

la limita dintre depozitele antropice i depozitele loessoide, ntr-un raport de 7% din aria studiat (Barbu Vcrescu)

n stratul depozitelor loessoide,n 36% din situaii (Cotroceni Park,Spl.Unirii,Calea Vcresti,hotel Novotel,Rosetti Tower)

n stratul pietriurilor de Colentina, ntr-o proporie majoritar de 43% din aria avut n vedere (zonele Vitan-Brzeti, catedrala Sf. Iosif, Pireus Bank, Piaa Dristor, Piaa Charles de Gaulle i Liviu Rebreanu) Aceast a doua concluzie desprins din imaginea axonometric a subsolului oraului Bucureti

prezint importan pentru eventualii investitori, ntr-o faz premergtoare proiectrii unui anumit obiectiv ntr-o anumit zon a Bucuretiului.

n cazul investiiilor n construcii cu subsoluri multiple, investitorul i poate orienta opiunile, din punct de vedere al parametrilor economici, ctre o zon sau alta a Bucuretiului, funcie de natura terenului i complexitatea lucrrilor necesare incintei adnci respective, avnd la dispoziie o astfel de baz de date, concretizat ntr-o reprezentare 3D a subsolului municipiului Bucureti, realizat eventual cu programe automate, specifice domeniului.

Avnd la dispoziie o imagine 3D a terenului i un set de soluii minimale de fundare specifice unei anumite locaii, investitorul ar putea opta pentru o zon sau alta a Bucuretiului, funcie de costurile estimative presupuse de anumite lucrri la incinta adnc.

Bineneles c o astfel de cercetare i modelare a subsolului municipiului Bucureti ar putea influena, ntr-o anumit msur, i preul terenului.



11

4. CERCETAREA HIDROGEOLOGIC A STRATELOR ACVIFERE

Corespunztor fiecrei faze de proiectare, studiul hidrogeologic trebuie s furnizeze toate elementele ce prezint importan la ntocmirea proiectului.

Pentru a caracteriza un anumit amplasament din punct de vedere hidrogeologic trebuiesc ntreprinse studii asupra caracteristicilor stratelor acvifere (purttoare de ap) din amplasament.

Sunt evaluai, n acest scop, urmtorii parametri ai stratelor acvifere : tipul acviferului ( freatic, captiv cu nivel liber sau sub presiune, artezian sau ascensional ), granulozitatea, permeabilitatea, transmisivitatea .a.

4.1. DETERMINAREA GRANULOZITII Compoziia granulometric sau granulozitatea se refer la rocile dezagregate i reprezint repartiia procentual din greutatea total a unei cantiti de material uscat, a diferitelor fraciuni granulare care intr n compoziia rocii cercetate - STAS 1243/88.

n laborator, granulozitatea se determin conform STAS 1913/5-85. Exprimarea compoziiei granulometrice se face ntr-o diagram cumulativ semilogaritmic. Pentru prelucrri statistice globale ale materialului dintr-un complex acvifer, exprimarea

compoziiei granulometrice n care fraciunile aparin argilei, prafului i nisipului se poate face i n diagrame ternare folosite frecvent n studiile geotehnice.

Aceste diagrame ofer mai puine informaii privitor la compoziia granulometric de detaliu, de aceea sunt mai rar utilizate n studii hidrogeologice.

Uniformitatea granulozitii, din punct de vedere al dimensiunii particulelor, se exprim prin

coeficientul de neuniformitate Un cu relaia :

(4.1)

n care d60 i d10 = diametre granule, n mm, corespunztoare la 60% i respectiv 10% din masa total a probei analizate 4.2. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE PERMEABILIATE

4.2.1. CARACTERIZAREA STRATELOR ACVIFERE Dup modul de zcmnt, ntr-un spaiu permeabil apa poate s se gseasc cu nivel liber sau

sub presiune. n acest din urm caz, apa subteran poate fi ascensional sau artezian (fig.4.4.)

FIG.4.4. NIVELUL APEI SUBTERANE NTR-UN STRAT ACVIFER FIG.4.5. SCHEMA CLASIFICRII STRATURILOR ACVIFERE

Nivelul ascensional i cel artezian constituie nivelul piezometric, care reprezint nlimea pn la care s-ar ridica apa ntr-un tub piezometric care intercepteaz stratul acvifer.



12

Nivelul piezometric este ascensional dac se afl sub cota terenului i artezian dac se afl deasupra cotei terenului.

Apele subterane cu nivel liber cantonate n primul strat acvifer situate sub suprafaa terenului reprezint pnza freatic (fig.4.5.).

Dac prin stratul acvifer apa se afla n micare, n sensul curgerii se produce o pierdere de sarcin hidraulic.

Raportul dintre pierderea de sarcin h i distana l corespunztoare pierderii de sarcin h reprezint gradientul hidraulic.

(4.2)

Dac se realizeaz o legatur direct ntre mediul acvifer i suprafaa terenului astfel nct cota punctului de pe suprafaa terenului s fie inferioar cotei nivelului liber sau artezian al acviferului, la suprafa apar emergene sau izvoare de ap.

Coeficientul de permeabilitate k reprezint volumul de fluid V cu vscozitatea unitar care strbate n unitatea de timp t0 o suprafa unitar sub un gradient de presiune unitar.

(4.4)

n care V este volumul de fluid, t este unitatea de timp, i reprezint gradientul hidraulic, A este suprafaa, este vscozitatea fluidului iar este greutatea specific a fluidului.

Transmisivitatea T a stratului acvifer exprim potenialul acestuia n legatur cu capacitatea de a ceda sau nmagazina ap i se obine ca produs ntre coeficientul de permeabilitate k i grosimea M a stratului permeabil :

(4.5)

4.2.2. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE PERMEABILITATE PRIN METODE DE LABORATOR (STAS 1913/6-76)

4.2.2.1. Metoda permeametrului cu gradient constant, fr suciune Aceast metod de determinare se folosete pentru pmnturi necoezive, de tipul nisipurilor i

pietriurilor. Coeficientul de permeabilitate la temperatura t0 se determin cu relaia :

(4.6)

n care : A este seciunea transversal a probei, l este lungimea acesteia iar t este timpul necesar filtrrii volumului V de ap.

4.2.2.2. Metoda permeametrului cu gradient constant, cu suciune Metoda se aplic pmnturilor coezive de tipul argilelor, prafurilor i loessurilor. Coeficientul de

permeabilitate, la temperatura t0C se determin cu relaia :

(4.7)

4.2.2.3. Metoda permeametrului cu gradient variabil Permeametrul cu gradient variabil se folosete pentru determinarea coeficientului de

permeabilitate al pmnturilor necoezive. Coeficientul de permeabilitate se determin cu relaia :

(4.8)

4.2.3. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE PERMEABILITATE PE TEREN

4.2.3.1. Msurarea vitezei de curgere cu ajutorul trasorilor Metoda const n determinarea prealabil a direciei de curgere a curentului subteran prin executarea a dou foraje amplasate pe linia de cea mai mare pant a suprafeei piezometrice sau cu nivel liber a curentului de ap (fig. 4.12).

Dupa executarea forajelor n fiecare din acestea se msoar cu precizie cota nivelului apei subterane. n forajul de recepie se monteaz echipamentul de nregistrare a sosirii trasorului. n forajul de emisie se lanseaz trasorul care poate fi o soluie de clorur de sodiu, fluorescein, ap marcat cu trasori radioactivi etc.



13

Se cronometreaz timpul de la lansarea trasorului pn la sosirea acestuia n forajul de recepie, sesizat de aparatura de msur. Cunoscnd distana L dintre foraje, diferena de cot h dintre nivelurile apei n forajele respective i timpul t cronometrat ntre lansarea trasorului i recepionarea sosirii acestuia n forajul de recepie, se calculeaz coeficientul de permeabilitate cu relaia :

(4.9)

FIG.4.12. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE PERMEABILITATE

PRIN MSURAREA VITEZEI CURENTULUI SUBTERAN

4.2.3.2. Pompri experimentale n foraje Pomprile experimentale n foraje i puuri reprezint metoda de determinare a coeficientului de

permeabilitate care furnizeaz datele cele mai concludente asupra parametrilor hidrogeologici ai unui strat acvifer.

A. Gradul de perfeciune hidrogeologic a forajelor. DUP GRADUL

DE DESCHIDERE

PERFECT

IMPERFECT

DUP MODUL DE DESCHIDERE

PERFECT

IMPERFECT

PERFECT

IMPERFECT

SCHEME

DE EXECUIE I

DE ECHIPARE A FORAJELOR

OBSERVAII

Fr coloan de filtru, pereii gurii de foraj

sunt stabili

Coloan de filtru pe toat grosimea sau numai pe o parte

din grosimea stratului permeabil interceptat de gaura de foraj

Fr coloan de filtru, pereii gurii de foraj

sunt stabili

Coloan de filtru pe toat grosimea sau numai pe o parte din

grosimea stratului permeabil interceptat de gaura de foraj

FIG.4.13. CLASIFICAREA FORAJELOR DUP GRADUL I MODUL DE DESCHIDERE A STRATULUI ACVIFER.

B. Schema echiprii forajelor cu filtre. n cazul rocilor dezagregate, de regul pereii gurii forajului nu sunt stabili mai ales n timpul pomprilor cnd apar fore suplimentare datorit afluxului apei din strat ctre gaura forajului. De aceea aproape n toate cazurile este necesar s se asigure att stabilitatea peretelui gurii forajului ct i mpiedicarea antrenrii hidrodinamice a nisipului din stratul acvifer ctre gaura de foraj. n mod obinuit n gaura forajului se introduc coloane filtrante confecionate din burlane metalice sau din mase plastice. ntre coloana filtrant i peretele gurii de foraj se introduce un material filtrant alctuit din nisip i pietri mrunt.

C. Denivelarea i msurarea apei n gurile de foraj. Determinarea coeficientului de permeabilitate const n crearea unei denivelri prin turnare sau pompare n gaura forajului i msurarea debitului de ap turnat sau pompat corespunztor meninerii constante a denivelrii create. Denivelarea apei n foraje se face cu diverse tipuri de echipamente, n funcie de nivelul apei subterane i de capacitatea de cedare a acviferului. Dac nivelul apei subterane se situeaz la adncimea de pn la 4-5m sub cota terenului pomparea se poate face cu o pomp amplasat la suprafaa terenului. Cnd nivelul apei subterane se situeaz la adncimi mai mari se folosete pompa cu aer-lift (pompa Mamuth). Se pot utiliza i alte tipuri de pompe submersibile capabile s pompeze apa de la adncimi mari i foarte mari.

D. Metodologia de efectuare a pomprilor experimentale. n timpul pomprilor experimentale trebuie acumulate urmtoarele informaii : coloana litologic a forajului, schema de echipare, adncimea nivelului apei subterane, graficele de variaie a debitelor n timp pentru fiecare treapt de denivelare i graficul de variaie a debitelor funcie de denivelare. Cu datele obinute pe teren prin pompri experimentale n foraje, n funcie de schema hidrogeologic a acviferului i a forajelor n care s-au efectuat testrile, se determin permeabilitatea stratelor.



14

E. Exemple de scheme pentru determinarea coeficientului de permeabilitate prin pompri

din foraje TIPUL FORAJULUI I TIPUL DE

STRAT ACVIFER

SCHEMA DE CALCUL FORMULE PENTRU DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE

PERMEABILITATE I RAZEI DE INFLUEN

FORAJ

PERFECT N STRAT ACVIFER CU NIVEL

LIBER

FORAJ SINGULAR

(4.12)

FORAJ CENTRAL CU UNUL SAU DOU

PUURI DE OBSERVAIE

(4.13)

(4.14)

Cnd forajul este prevzut cu dou puuri de observaie :

(4.15)

(4.16)

FORAJ

PERFECT N STRAT ACVIFER

SUB PRESIUNE

FORAJ CENTRAL CU UN SINGUR PU DE

OBSERVATIE

(4.19)

(4.20)

FORAJ CENTRAL CU DOU PUURI DE

OBSERVAIE

(4.21)

(4.22)

FORAJ DE POMPARE N STRAT

ACVIFER MIXT

(4.25)

FORAJ IMPERFECT

N STRAT ACVIFER

SUB PRESIUNE

FORAJ SINGULAR CU FILTRU NECAT

(l0,3m)

(4.27)

F. Principalii parametri ai regimului de pompare

Raza de influen a forajelor hidrogeologice Raza de influen se determin n timpul pomprilor experimentale folosind grupuri de foraje n care sunt incluse i forajele piezometrice. De cele mai multe ori ns, pentru pompri experimentale se folosete un singur foraj. n acest caz pentru determinarea razei de influen se utilizeaz formule empirice stabilite pe baza unui volum mare de determinri experimentale ceea ce a permis verificarea acestora.

Viteza de admisie a apei n gaura forajului

RELAIA

OBSERVAII

SICHARDT

(4.31)

Pentru evaluarea ordinului de mrime a vitezei admisibile cu care apa intr n gaura forajului, fr a influena negativ starea fizic a stratului acvifer i a filtrului invers din jurul gurii forajului, se poate aplica relaia 4.31. Din practica hidrogeologic s-a constatat c relatia 4.31 conduce la valori prea mari ale vitezei admisibile astfel nct s-au fcut corecii la aceast formul : relaia 4.32.

Debitul maxim ce poate fi extras dintr-un foraj este :

hf = lungimea coloanei filtrante prin care apa ptrunde prin gaura forajului

(4.32)

TRUELSEN

(4.34)

Relaia ine seama de granulozitatea nisipului din stratul acvifer prin diametrul eficace d10 , n mm.

Debitul maxim ce poate fi extras din foraj se determin cu relaia :

hf = lungimea coloanei filtrante prin care apa ptrunde prin gaura forajului



15

4.2.3.3. Metode rapide de evaluare a permeabilitii stratelor acvifere METODA RELAIA SEMNIFICAIA NOTAIILOR OBSERVAII

LE FRANC

Se aplic comod la adncimi de 25-30m, ns adncimile investigate pot ajunge pn la

60-70m i chiar pn la 100m.

unde:

(4.36)

(4.37)

Q [m3/s] = debitul de ap absorbit n strat h[m] = presiunea apei n coloan calculat la nivelul apei subterane [metri coloan de ap] C[m] = coeficient de form

Metoda se recomand pentru determinarea permeabilitii nisipurilor i pietriurilor ( k 10-2 cm/s)

HVORSLEV

FORAJ IMPERFECT N STRAT ACVIFER

CU NIVEL LIBER SAU SUB PRESIUNE

(4.40) A = aria seciunii coloanei de ap din foraj (pentru foraj nclinat seciunea este elips) F = factor care depinde de condiiile din zona ptrunderii apei din gaura forajului n stratul permeabil.

Turnare cu nivel variabil, sub nivelul hidrostatic al stratului acvifer

(4.41)

Turnare cu nivel constant, sub nivelul hidrostatic al stratului acvifer

FORAJ IMPERFECT N STRAT

PERMEABIL FR AP

(4.42)

Relaia este valabil cnd este ndeplinit condiia :

4.2.3.4. Evaluarea coeficientului de permeabilitate pe baza granulozitii RELAIA SEMNIFICAIA NOTAIILOR OBSERVAII

ALLEN HAZEN

(4.43)

A = coeficient funcie de unitile de msur n care se

exprim coeficientul de permeabilitate (A=1 pt. k exprimat

n m/zi)

C = coeficient care exprim gradul de impurificare a

nisipului cu fraciune argiloas. (C = 1000-700 pentru

nisip curat i C = 700-500 pentru nisip cu argil)

d10 = diametrul efectiv al granulelor, n mm

= corecia de temperatur ( = 0,70 + 0,03toC )

d10 = diametrul n mm al granulelor corespunztor

coninutului de 10%

Valabil pentru 0,1 < d10 < 3mm

(4.44)

Se obine nlocuind expresia coreciei de temperatur n relatia 4.43. Conduce la erori n plus de cca 30-40% , pentru variaia coeficientului de permeabilitate n limitele 1-8m/zi

(4.45) Se folosete n cazul cnd se dispune numai de curba granulozitii nisipului

KOZENY

(4.46)

n = porozitatea = corecia de temperatur, determinat grafic de= diametrul eficace dm = diametrul mediu, din curba granulozitii

di = diametrul inferior, din curba granulozitii

ds = diametrul superior, din curba granulozitii

Diametrul eficace se determin :

n care :

ZAMARIN

(4.48)

n = porozitatea = corecia de temperatur, determinat grafic de= diametrul eficace Cp = f(n) = coeficient, determinat grafic ai = coeficientul unghiular al intervalului granulometric

Dac curba granulozitii trece prin originea axelor de reprezentare, de rezult :

Dac curba intersecteaz axa diametrelor, de se determin :

J.J.

ZAUERBREI

(4.51) n = porozitatea = corecia de temperatur, determinat grafic d17 = se citete pe diagrama granulozitii

Se aplic la nisipuri cu dimensiunile

granulelor pn la 0,5mm

KRUGER

sau:

(4.52)

(4.53)

n = porozitatea

= suprafaa particolelor solide dintr-un metru cub de

material

N = numrul fraciunilor granulometrice

gi = ponderea procentual a unei fraciuni granulometrice

din cantitatea total a probei

dmi = diametrul mediu al particolelor corespunztor unei

fraciuni granulometrice

Relaia d rezultate bune pentru temperatura

apei t =10oC n cazul nisipurilor medii i

satisfctoare pentru nisipuri argiloase.

TUNCHER

(4.54)

n = porozitatea C = coeficient ale crui valori variaz de la 1160 pentru

nisipuri uniforme, cu granule bine rulate, la 340 pentru

nisipurile neuniforme, cu granule coluroase

U = raportul dintre suma suprafeelor particulelor solide i

suma suprafeelor particulelor cu diametrul de un

milimetru.

i

SLICHTER

(4.57)

de= diametrul eficace m = numrul lui Slichter, determinat grafic = vscozitatea dinamic a apei , n Poise N = numrul fraciunilor granulometrice

gi = fraciunea granulometric exprimat n %

di = diametrul mediu corespunztor fraciunii respective

Relaia se aplic la nisipurile fine cu diametrul

eficace de = d10 cuprins ntre 0,01 i 5mm i

gradul de neuniformitate Un < 5.

Pentru un grad de neuniformitate Un > 5,

diametrul eficace se determin cu relaia :



16

5. STUDIU DE CAZ . CERCETAREA TERENULUI DE FUNDARE DIN AMPLASAMENTUL b-dul L. REBREANU

5.1. OBIECTUL STUDIULUI Studiul de caz prezint modul de realizare a cercetrii hidrogeologice a terenului, pe un amplasament situat n cartierul Titan, pe b-dul Liviu Rebreanu, amplasament destinat executrii unui complex comercial . 5.2. INVESTIGAII GEOTEHNICE Prezentul studiu de caz a fost ntocmit pe baza unui numr de 7 foraje (F1F7) executate n amplasamentul b-dul Liviu Rebreanu nr.4 (anexa 5.1), documentaie [76] oferit prin bunvoina SC INFRACON SRL. Amplasamentul se nvecineaza la NV cu str.L.Rebreanu cu trotuar, la NE i SE cu parcul Titan (lacul fiind la cca 100m distan), iar la SV se afl blocuri de locuine. Din punct de vedere morfologic, amplasamentul aparine marii uniti morfologice a Cmpiei Romne, Cmpia Vlsiei. Formaiunile cuaternare sunt reprezentate prin : Pleistocenul superior (nisipurile de Mostitea, argilele intermediare i pietriurile de Colentina), Holocenul inferior (depozitele loessoide ale terasei inferioare a Dmboviei - luturi de Bucureti) i Holocenul superior (aluviunile Luncii Dmboviei).

Din punct de vedere hidrogeologic, intereseaz urmtoarele sisteme acvifere : a) Acviferul din lunci i terase este prezent la nivelul depozitelor aluvionare ale terasei inferioare a Dmboviei i la nivelul aluviunilor din lunca Dmboviei. Fiind situat la adncime mic, este putemic afectat de poluarea datorat pierderilor din reeaua de canalizare. b) Acviferul din orizontul de pietriuri i nisipuri reprezint un sistem acvifer cu un potenial ridicat. Regimul de variaie al nivelurilor acestui acvifer este dependent de pierderile de ap din sistemul de canalizare, de alimentarea din acviferele adiacente precum i de regimul precipitaiilor. c) Acviferul din nisipurile de Mostitea are un potenial sczut datorit granulometriei n general fine, este vulnerabil la poluare ntruct, datorit discontinuitii, are legturi hidraulice directe cu acviferul superior. Din punct de vedere seismic amplasamentul se ncadreaz n zona seismic de calcul caracterizat prin acceleraia de proiectare ag =0,24g i o perioad de col Tc=1,6sec. Adncimea maxim de nghe a fost stabilit ca fiind 0,9m.

n baza informaiilor oferite de eantionul celor 7 foraje am realizat o axonometrie a subsolului amplasamentului cercetat (anexa 5.10), punnd accent att pe stratificaia terenului ct i pe nivelul apei subterane, ntr-o arie delimitat de forajele F3 , F1 i punctele A i C (anexa 5.1).

Planul cercetat se ntinde pe o lungime de aproximativ 232 m pe direcie longitudinal, de-a lungul axei Oy i are o lime de cca 104 m pe direcia transversal a axei Ox. Pe direcia Oz, o valoare medie a adncimilor studiate ar fi 27.50m, avnd n vedere faptul c bazele forajelor variaz de la un minim de 25.00m adncime (F1 , F3) la un maxim de 30,00m adncime (F2 , F4 , F5 , F6 , F7).

A rezultat un block-diagram al subsolului amplasamentului studiat, o imagine 3D a formaiunilor acvifere Mostitea i Colentina, n zona Liviu Rebreanu (anexa 5.10).

TABELUL 5.3. CENTRALIZATOR COTE LA BAZA SUPERIOAR I LA BAZA INFERIOAR STRATURI LITOLOGICE

FO

RA

J

NH [m]

DEPOZITE

ANTROPICE

DEPOZITE

LOESSOIDE

PIETRIURI

DE

COLENTINA

ARGILE

INTERMEDIARE

NISIPURI

DE

MOSTITEA

nivel

superior

strat

[m]

nivel

inferior

strat

[m]

nivel

superior

strat

[m]

nivel

inferior

strat

[m]

nivel

superior

strat

[m]

nivel

inferior

strat

[m]

nivel

superior

strat

[m]

nivel

inferior

strat

[m]

nivel

superior

strat

[m]

nivel

inferior

strat

[m]

F1 9.40 0.00 1.20 1.20 3.00 3.00 11.40 11.40 18.30 18.30 >25.00

F2 8.10 0.00 8.20 8.20 9.30 9.30 10.60 10.60 19.00 19.00 >30.00

F3 8.80 0.00 3.00 3.00 4.70 4.70 9.80 9.80 21.60 21.60 >25.00

F4 8.80 0.00 5.30 - - 5.30 11.60 11.60 17.60 17.60 >30.00

F5 9.20 0.00 5.90 - - 5.90 11.40 11.40 16.80 16.80 >30.00

F6 8.60 0.00 7.00 7.00 8.50 8.50 11.20 11.20 21.40 21.40 >30.00

F7 10.60 0.00 5.50 5.50 9.00 9.00 10.50 10.50 18.30 18.30 >30.00



17

5.3. PRELUCRAREA ANALIZELOR DE LABORATOR n baza analizelor de laborator efectuate asupra probelor prelevate din cele apte foraje executate n amplasament, s-au determinat att pentru depozitele de Colentina ct i pentru depozitele de Mostitea : coeficientul de permeabilitate, calculat conform relaiilor Hazen, USBR dar i Seelheim, realizndu-se i o medie aritmetic a diverselor probe utilizate, diagrama granulozitii i diagrama ternar, probele prelevate din depozitele de Colentina i din stratul de Mostitea ncadrndu-se n zona nisipurilor (tabelul 5.5 respectiv 5.7)

TABELUL 5.5. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE PERMEABILITATE k PENTRU PIETRIURILE DE COLENTINA.

Foraj nr.

Proba

nr.

Adncime

[m]

GRANULOZITATE

k=100d

210

Hazen [cm/s]

Localizare

n diagrama ternar Argil

% Praf %

Nisip %

1 4 4,00 - 2 98 2,38 0,0256 nisip

6 6,00 - 3 97 8,52 0,0756 nisip

8 8,00 - 0,5 99,5 5,67 0,0900 nisip

10 10,00 - - 100 4,30 1,9600 nisip

2 10 10,00 - - 100 6,67 0,2400 nisip

3 6 6,00 - 3 97 7,82 0,0625 nisip

8 8,00 - 7 93 20,00 0,0100 nisip

4 6 6,00 - 3 97 3,70 0,0529 nisip

8 8,00 - 2 98 16,40 0,0625 nisip

10 10,00 - - 100 2,58 0,0900 nisip

5 6 6,00 - 3 97 14,00 0,0400 nisip

8 8,00 - 2 98 6,52 0,0529 nisip

10 10,00 62 31 7 - - nisip

6 10 10,00 - 0,5 99,5 10,71 0,1764 nisip

7 10 10,00 - 6 94 4,21 0,0324 nisip

TABELUL 5.7. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE PERMEABILITATE k PENTRU NISIPURILE DE MOSTITEA.

Foraj nr.

Proba

nr.

Adncime

[m]

GRANULOZITATE

k=100d

210

Hazen [cm/s]

Localizare

n diagrama ternar Argil

% Praf %

Nisip %

1

20 20,00 - 5 95 3,16 0,0169 nisip

22 22,00 76 22 2 argil gras 24 24,00 60 30 10 argil 25 25,00 43 37 20 argil

2

20 20,00 54 30 16 argil 22 22,00 23 23 54 nisip argilos

24 24,00 10 9,5 80,5 40,00 0,000025 nisip prfos 26 26,00 36 22 42 argil nisipoas 28 28,00 13 19 68 40,00 0,000009 nisip prfos 30 30,00 - 4 96 2,89 0,0081 nisip

3

22 22,00 30 56 14 nisip argilos

24 24,00 - 3 97 2,20 0,0225 nisip

25 25,00 - 4 96 1,87 0,0225 nisip

4

18 18,00 - 14 86 5,67 0,0009 nisip prfos 20 20,00 - 15 95 2,13 0,0225 nisip

22 22,00 62 30 8 argil gras 24 24,00 - 6 94 3,07 0,0225 nisip

26 26,00 52 35 13 argil 28 28,00 - 8 92 4,00 0,01 nisip

30 30,00 - 6 94 4,00 0,01 nisip

5

18 18,00 - 8 92 3,57 0,0049 nisip

20 20,00 - 5 95 2,75 0,01 nisip

22 22,00 - 8 92 2,90 0,01 nisip

24 24,00 - 8 92 3,05 0,01 nisip

26 26,00 - 1 99 2,23 0,0225 nisip

28 28,00 - - 100 3,00 0,01 nisip

30 30,00 - 4 96 3,57 0,0049 nisip

6

22 22,00 - 7 93 3,80 0,01 nisip

24 24,00 - 7 93 3,80 0,01 nisip

26 26,00 56 32 12 nisip

28 28,00 - 8 92 4,00 0,01 nisip

30 30,00 - 8 92 4,47 0,0081 nisip

7

20 20,00 61 33 6 argil gras 22 22,00 34 28 38 argil nisipoas 24 24,00 - 14 86 8,00 0,0009 nisip prfos 26 26,00 38 38 24 argil prfoas 28 28,00 - 6 94 3,50 0,0144 nisip

30 30,00 - 7 93 3,50 0,0144 nisip



18

6. HIDROIZOLAREA ELEMENTELOR DE CONSTRUCII AMPLASATE N INTERVALUL DE FLUCTUAIE A NIVELULUI APEI SUBTERANE. STUDIU DE CAZ.

6.1. RELAIA DINTRE FUNDAIA CONSTRUCIEI I APA DIN TERENUL DE FUNDARE Necesitatea executrii hidroizolaiilor la fundaiile construciilor trebuie analizat n funcie de tipul de ap subteran care vine n contact cu fundaia respectiv. Din acest punct de vedere se pot discuta urmtoarele situaii (fig.6.1) :

D > Df Pmntul care vine n contact cu radierul i pereii laterali ai construciei este umed dar nu exercit o presiune hidrostatic asupra elementelor fundaiei. D = Df Asupra pereilor laterali nu exist presiune hidrostatic. Sub radier nivelul apei subterane se afl la limita de contact. D < Df Pe radier ncepe s acioneze subpresiunea exercitat de apa subteran. Presiunea pe radier i pe pereii laterali crete pe msur ce nivelul apei subterane se ridic, devenind maxim cnd apa subteran ajunge la suprafaa terenului.

FIG.6.1. SCHEMA DISTRIBUIEI APEI SUBTERANE N TERENUL DE FUNDARE

6.2. HIDROIZOLAREA ELEMENTELOR DE CONSTRUCII AMPLASATE SUBTERAN. DATE GENERALE. Funcie de tipurile de prezen ale apei din sol, sistemele hidroizolante se mpart n dou categorii : sistem hidroizolant mpotriva apelor fr presiune (umiditatea pmntului i apele n micare

ctre pnza freatic) sistem hidroizolant mpotriva apelor cu presiune : tip cuv (cuv exterioar i cuv interioar)

Sistemele hidroizolante contra apelor fr presiune sunt recomandate, conform NP 064/2002, n cazul fundaiilor, soclurilor de fundaii i pardoselilor aezate pe pmnt [139]. Materialele folosite sunt foi hidroizolante pe baz de bitum aditivat cu elastomeri sau plastomeri sau foi hidroizolante polimerice. Structurile hidroizolante trebuiesc protejate cu zidrie de crmid sau prefabricate de beton, sau cu un sistem uor (panouri profilate, folii semirigide amprentate). Sistemul hidroizolant tip cuv exterioar se adopt n situaia etanrii subsolurilor mpotriva apelor cu presiune exercitat din exteriorul acestora. Structura suport orizontal pentru hidroizolaie va fi subradierul iar cea vertical va fi diafragma perimetral. Hidroizolaia orizontal aplicat pe subradier este protejat de radier, iar hidroizolaiei verticale i se aplic o protecie de zidrie de crmid sau prefabricate de beton. Cnd nu se poate aplica sistemul cuv exterioar din motive constructive sau din imposibilitatea asigurrii spaiului necesar de lucru pe exterior, hidroizolarea se poate concepe n sistem cuv interioar. Acest sistem de hidroizolare este recomandat i n cazul n care construcia necesit rosturi de dilatare sau tasare.

Sistemele de hidroizolare trebuie s corespund unor criterii de performan, funcie de care se poate face o evaluare global a structurilor hidroizolante monostrat sau multistrat. Aceste criterii sunt denumite sistem IPT [138] : I impermeabilitate la ap ; Impermeabilitatea la ap se determin conform STAS 2921 76. P rezistena la perforare (static i dinamic); Rezistena la perforare static se determin

conform SR 137 95, iar rezistena la perforare dinamic se verific conform Directivelor Generale UEAtc.

T comportament la temperaturi ridicate; Comportamentul la temperaturi ridicate se determin conform SR 13795. Materialele hidroizolante sunt evaluate funcie de anumite criterii de performan, care cuprind

parametrii definitorii i parametrii auxiliari. Parametrii principali, definitorii, sunt : R fora de rupere la traciune - criterii de evaluare conform NP 040-2002 [138] A alungirea la rupere la traciune - criterii de evaluare conform NP 040-2002 [138] F flexibilitatea la temperaturi sczute



19

Materialele hidroizolante de uz curent se clasific n : membrane bituminoase (categoria cea mai des folosit pe plan mondial, n structuri hidroizolante mono sau multistrat), materiale hidroizolante bituminoase din mase omogene cu aplicare pelicular (nu este recomandat la hidroizolarea subteran a cldirilor categoria de importan A i B, dar pot fi prevzute la celelalte categorii numai ca hidroizolaie mpotriva apelor fr presiune hidrostatic), membrane polimerice, materiale hidroizolante polimerice din mase omogene cu aplicare pelicular . 6.3. STUDIU DE CAZ. CERCETAREA STRUCTURILOR HIDROIZOLANTE PREVZUTE PENTRU REALIZAREA INFRASTRUCTURII UNUI IMOBIL 2S+P+M+8E+NT Prezentul studiu de caz a fost ntocmit pe baza documentaiei PAC i DDE (arhitectur, rezisten i rezisten incinte adnci) realizat pentru execuia unui imobil de locuine i birouri 2S+P+M+8E+NT [77], la elaborarea creia am participat, n calitate de inginer constructor proiectant specialitatea rezisten. Date generale. Amplasamentul construciei avnd regim de nlime 2S+P+M+8E+NT se nvecineaz la NE i E cu cte o construcie parter, construcii ce intr n zona de influen a incintei adnci necesare pentru realizarea celor dou subsoluri ale noului imobil.

Din punct de vedere geomorfologic, amplasamentul se nscrie n spaiul interfluvial Dmbovia-Colentina, studiul geotehnic relevnd o stratificaie normal i bun pentru fundare direct a construciilor.

Cercetarea terenului i stratificaia. Cercetarea terenului a fost fcut prin mai multe foraje, executate n perioada anilor 1954-2006, stratificaia fiind pus n eviden n fiele de foraj i profilele longitudinale cuprinse n studiul geotehnic.

Apa subteran. Nivelul pnzei freatice msurat n forajele executate n ani i anotimpuri diferite, s-a gsit la adncimi cuprinse ntre 6,15 7,90m respectiv la cote absolute de 81,50 83,40m, funcie de regimul precipitaiilor. Nivelul cel mai ridicat al apei subterane s-a nregistrat n anul 1970, cnd au avut loc precipitaii extraordinare de lung durat cu care ocazie au fost inundaii n toat ara.

Conform studiului geotehnic, construcia proiectat cu dou subsoluri se putea realiza fr ca apa s poata influena infrastructura.

Zona de influen a excavaiei adnci. Zona de influen a excavaiei adnci este definit drept volumul din teren n care se resimte influena construciei nou proiectate sau n care pot avea loc fenomene care s influeneze construciile nvecinate. n amplasamentul cercetat construciile ce pot fi afectate sunt cele dou cldiri parter vecine la NE i E cu noul imobil (anexa 6.2).

Fundarea noii construcii la adncimea de 8,10m de la cota 0.00 presupunea executarea unei excavaii adnci de 7,40m sub cota terenului, ceea ce nseamn c nivelul apei subterane s-ar putea ridica deasupra cotei de fundare cu cca 1,25m.

Precipitaiile excepionale din anul 2005 au favorizat ridicarea nivelului apei subterane cu pn la 45 m ,ceea ce a condus la inundarea subsolurilor multor imobile din zon, la care nu s-au executat lucrri de hidroizolaii.

Concluzii. Din calculele i dimensionrile efectuate, care au luat n considerare greutatea i mpingerea activ a stratelor de pmnt, caracteristicile de strat, suprasarcinile date de fundaiile celor dou construcii parter existente i de fundaiile macaralei, a rezultat soluia executrii, pe tot perimetrul incintei adnci, a unui ir de piloi forai din beton armat, la un interax de 60cm, avnd diametrul de 40cm. Piloii forai au fost prevzui a fi fundai la 11,10m de la cota terenului i cu o ncastrare n teren de 3,00m.

Dup executarea piloilor i a grinzilor de solidarizare din capul piloilor, realizate din beton armat, respectiv dup atingerea rezistenelor acestora, proiectul de incinte adnci prevede realizarea unui sistem de sprijiniri metalice a incintei.

Au fost prevzute praiuri orizontale pe dou nivele de sprijinire, realizate din evi metalice care s descarce pe grinda de solidarizare din capul piloilor (primul nivel de sprijinire) i de asemenea pe o filat metalic (al doilea nivel de sprijinire).

Micorarea lungimii de flambaj a celor dou nivele de praiuri orizontale s-a realizat prin dispunerea de popi metalici contravntuii, iar pe direcie perpendicular pe praiuri au fost prevzute contravntuiri n plan orizontal.

Dei infrastructura imobilului cu dou subsoluri se afla, la data efecturii forajelor aferente studiului geotehnic, deasupra nivelului apei subterane, innd cont de faptul c n anul 2005 nivelul apei



20

subterane sa ridicat cu pn la 45m, am recomandat mpreun cu specialistul geotehnician al lucrrii msuri de hidroizolare a infrastructurii.

Soluia de hidroizolare a trebuit s in cont de problemele specifice ridicate de amplasamentul respectiv :

Obiectivul trebuia executat pe un teren cu dimensiuni limitate, cu reele oreneti adiacente limitei de proprietate (transport n comun, canalizare, alimentare cu ap, gaze, energie electric) care nu au permis extinderea incintei adnci dincolo de limita de proprietate.

De asemenea numrul mare de locuri de parcare, legal impus prin autorizaia de construire, a condus la necesitatea utilizrii la maximum a suprafeei incintei pentru dezvoltarea n plan a subsolului, perimetral rezultnd distane reduse ntre diafragmele de beton armat ale infrastructurii i zidul de sprijin din piloi forai al incintei adnci.

Un sistem de hidroizolare tip cuv exterioar nu se putea aplica, datorit spaiului limitat rmas ntre diafragmele de beton armat ale infrastructurii i zidul de sprijin din piloi forai al incintei adnci, spaiu necesar cofrrii exterioare a diafragmelor perimetrale ale subsolului.

Avnd n vedere aceast situaie specific din amplasament, pentru hidroizolarea infrastructurii s-au luat urmtoarele msuri : realizarea radierului general i a pereilor perimetrali ai subsolurilor din beton cu permeabilitate redus, reeta conform NE 012-99, folosind soluii care s asigure impermeabilizare n masa betonului i tratarea feei interioare a radierului i a diafragmelor perimetrale cu pelicule impermeabile, executate din materiale hidroizolante bituminoase sau polimerice cu aplicare pelicular, cu reet i detalii conform NP 040 2002 i NP 064 2002.

n ceea ce privete impermeabilizarea betonului folosit n infrastructur, conform NE 012-99, a fost stabilit o clas de expunere 2a mediu umed moderat i, n consecin, un grad minim de impermeabilitate a betonului P4 , stabilit conform STAS 3622/86 Nivele de performan a betonului funcie de gradul de impermeabilitate i ISO 7031 Determinarea impermeabilitii betonului. n prezent, infrastructura construciei nu prezint nici o problem din punct de vedere al infiltraiilor. O analiz simplist poate conduce imediat la concluzia c msurile de hidroizolare a fundaiilor situate deasupra nivelului pnzei freatice nu se justific. Fundamentarea proiectului de hidroizolare a imobilului prezentat pe scurt n tez ca studiu de caz sa bazat pe urmtoarele observaii :

Nivelul apei subterane prezentat n studiul geotehnic corespundea unei anumite date, mai precis data la care au fost executate forajele de studii aferente acestuia.

Se cunoate faptul c nivelul apei subterane variaz n funcie de regimul de precipitaii. Anul 2005 a fost un an cu precipitaii care sau situat cu mult peste mediile anuale, ceea ce a fcut ca fluctuaiile de nivel ale pnzei freatice s depeasc n multe zone nlimea de 56m. n aceste condiii multe imobile cu subsoluri neizolate au avut de suferit din cauza subinundrii. Observaiile efectuate n vara anului 2005 au artat ridicri semnificative ale pnzei freatice, pn aproape de suprafaa terenului, ncepnd din Cmpia Brganului i mai departe ctre Trgovite, Titu, Geti i alte localiti, zon n care este inclus i municipiul Bucureti.

Ridicarea semnificativ a nivelului pnzei freatice sa repetat n anii 2009 i 2010. Majoritatea subsolurilor imobilelor situate n aceste zone au fost inundate, pagubele nregistrate

fiind semnificative, avnd n vedere faptul c multe subsoluri aveau ca destinaie depozitarea mrfurilor, altele funcionau drept garaje, centrale termice .a.

n prezent nu exist hri de prognoz privind fluctuaiile nivelului apelor freatice, iar

proiectarea fundaiilor, din punct de vedere al proteciei mpotriva infiltraiilor este deficitar. Putem nva din experiena anilor 2005, 2009 i 2010, dnd o mai mare importan acestor variaii considerabile ale nivelului freatic, astfel nct pe viitor, acestea s nu mai surprind pe nimeni.

De aceea, consider c realizarea unor hri hidrogeologice de prognoz ar fi deosebit de util pentru activitatea de proiectare eficient a fundaiilor.

Iniierea unui program de studii hidrogeologice privind influena variaiilor nivelurilor freatice asupra imobilelor din zonele construibile este de maxim importan i urgen.



21

7. ACIUNEA APEI SUBTERANE ASUPRA PMNTURILOR

7.1. APA N PMNTURI Dup natura legturii cu scheletul mineral al rocilor apa poate exista sub trei forme : apa legat chimic, apa legat fizic i apa nelegat sau liber. Fenomenul de reinere i cedare a apei de ctre o roc se exprim prin coeficientul de cedare i prin coeficientul de reinere care caracterizeaz roca respectiv. Coeficientul de cedare, sinonim cu coeficientul de nmagazinare, reprezint raportul dintre cantitatea de ap cedat gravitaional de ctre un volum unitar de roc saturat, la o scdere unitar a sarcinii hidraulice i volumul rocii respective.

(7.1)

Coeficientul de reinere reprezint raportul dintre volumul de ap reinut de scheletul mineral, dup drenarea liber i volumul total al rocii :

(7.2)

Daca roca este saturat, coeficientul de porozitate este :

(7.3)

Indicele de nmagazinare reprezint raportul dintre capacitatea de nmagazinare W[m3] i suprafaa rezervorului acvifer.

(7.4)

7.2. GRADIENTUL CRITIC DE ANTRENARE HIDRODINAMIC n timpul curgerii apa subteran exercit asupra scheletului mineral al rocilor o aciune hidrodinamic. Fora total pe care o exercit curentul subteran asupra prii solide a rocilor este : (7.5) n care : w = greutatea specific a apei, h = nlimea coloanei de ap corespunztoare presiunii care acioneaz asupra scheletului mineral, A = seciunea volumului de roc pe care acioneaz fora J iar , = liniile spectrului hidrodinamic. Dac fora total J se raporteaz la volumul de roc luat n considerare se obine fora curentului asupra unitii de volum, conform relaiei :

(7.6)

n care l este lungimea volumului de roc . n condiii hidrostatice asupra unui volum unitar de roc acioneaz fora de greutate G = corespunztoare strii imersate a volumului respectiv. Dac exist i o for hidrodinamic care acioneaz n sens contrar forei de greutate G,gradientul critic de antrenare hidrodinamic apare cnd

sau

(7.7)

Dac sensul curgerii este orientat ctre interiorul terenului cele dou fore au acelai sens, n caz contrar fora hidrodinamic contribuind la mrirea stabilitii terenului. n cazul general cnd gradientul hidraulic depete valoarea critic apare fenomenul de antrenare hidrodinamic. Pentru pmnturile necoezive, care sunt i cele mai susceptibile de instabilitate la aciunea curenilor subterani, criteriul de apreciere a posibilitilor de antrenare hidrodinamic se bazeaz pe analiza granulozitii. n funcie de viteza de curgere a apei prin mediul poros, care este condiionat de mrimea coeficientului de permeabilitate i de gradientul hidraulic, antrenarea hidrodinamic a particulelor solide se poate manifesta sub form de: Sufozie. Fenomenul are loc prin dislocarea i transportul particulelor fine prin spaiile intergranulare fr ca structura general a pmntului s fie deranjat. Peste o anumit limit de producere a sufoziei structura pmntului cedeaz prin prbuire.Pmnturile cele mai susceptibile la sufozie : nisipurile necoezive, afnate, cu grad mare de neuniformitate. Eroziune. La contactul construciilor cu terenul nisipos, prin aciune eroziv, curenii subterani pot produce goluri cu dimensiuni variabile. Aceste goluri create prin eroziune sunt foarte periculoase pentru stabilitatea construciilor, necesitnd msuri imediate de colmatare prin injecii cu suspensii



22

solide. Eroziunea se produce progresiv, ncepnd de la suprafeele libere ctre interiorul masivului de pmnt, curentul de ap antrennd n micare toate fraciunile granulometrice. Afuiere. Fenomenul de afuiere sau refulare se declaneaz n momentul n care viteza de curgere a curentului subteran provoac trecerea n stare de lichefiere a nisipului. Afuierea este un fenomen care se produce foarte rapid. Dac nu se anticipeaz i nu se iau msurile necesare, refularea nisipului poate surprinde utilajele i personalul muncitor care lucreaz n gropi de excavare, galerii, canale etc.

Rupere hidraulic. Fenomenul se produce n cazul unor terenuri stratificate sau a unor terenuri neomogene din punct de vedere al permeabilitii, n care permeabilitatea descrete n sensul curgerii. Cnd subpresiunea care acioneaz asupra stratului mai puin permeabil depete fora de greutate a stratului respectiv, acesta ncepe s se ridice, apar fisuri i crpturi i n final cedeaz prin rupere, apa rbufnind ctre suprafaa terenului i antrennd cantiti mari de nisip.

7.3. FILTRE INVERSE. DIMENSIONARE. Filtrele inverse au rolul de a proteja pmnturile traversate de cureni de ap mpotriva antrenrii hidrodinamice.

Aceste filtre trebuie s ndeplineasc simultan dou condiii de baz: s opreasc particulele fine care sunt antrenate de curentul de ap din masa nisipului pe care l traverseaz i s evacueze rapid debitul de infiltraie, concomitent cu reducerea presiunii. Din punct de vedere granulometric filtrele inverse realizeaz o trecere gradat de la o granulozitate apropiat de cea corespunztoare materialului protejat la o granulozitate grosier, permeabilitatea crescnd gradual n sensul curgerii.

FIG.7.2. SECIUNE PRINTR-UN FILTRU INVERS

Practic, pentru realizarea acestei variaii granulometrice filtrele inverse se realizeaz din unul sau mai multe straturi cu granuloziti diferite (fig.7.2). Grosimea minim a unui strat filtrant este de ordinul a 0,20 0,25m. Pentru dimensionarea filtrelor inverse exist mai multe criterii care au la baz formule empirice verificate n practica de antier. 7.3.1. PROTECIA PMNTURILOR NECOEZIVE MPOTRIVA ANTRENRII HIDRODINAMICE

TABELUL 7.1. CRITERII DE DIMENSIONARE A FILTRELOR INVERSE PENTRU PMNTURI NECOEZIVE CRITERIUL CONDIII IMPUSE OBSERVAII

TERZAGHI

Indicele f se atribuie mrimilor care se refer la materialul filtrant

U:S:BUREAU OF RECLAMATION

Dac Uf > 10 se elimin particulele mari din materialul folosit ca filtru pn cnd este ndeplinit condiia impus.

Particulele din materialul filtrant cu d < 0,074mm s nu depeasc 5%

SWEK-DAVIDENKOFF

si

-

SICHARDT

-

BERTRAM

-

KARPOFF

-

NORMELE GERMANE DIN

;

;

- dc este diametrul de calcul al particulelor care constituie stratul care se protejeaz - f reprezint factorul filtrului f=4 pentru foraje i f=8-10 pentru alte tipuri de filtre

7.3.2. PROTECIA PMNTURILOR COEZIVE MPOTRIVA ANTRENRII HIDRODINAMICE Pmnturile argiloase, datorit coeziunii, sunt mai puin expuse pericolului de antrenare hidrodinamic. Dimensionarea filtrelor inverse pentru protecia materialelor argiloase ine seama de plasticitatea i gradul de umiditate care definesc argila respectiv. 7.3.3.TUBURI PERFORATE INTRODUSE N FILTRU INVERS n cazul n care n filtrul invers se introduc tuburi perforate pentru evacuarea rapid a apei drenate , pentru ca pmntul din filtru s nu treac n tubul de drenaj trebuie ca : (7.13) (7.14) (7.15) unde D =diametrul perforaiilor,l =limea sliurilor n cazul tuburilor sliuite,l =deschiderea rosturilor de mbinare a tuburilor

Documents

Epuismente Bucuresti