Ministerul Dezvoltrii Regionale i Turismului

Normativ din 2012 Normativ privind fundarea construciilor pe pmnturi cu

umflri i contracii mari. Indicativ NP 126:2010

Ultima versiune.Publicat n Monitorul Oficial, Partea I nr. 397 bis din 13.06.2012Intrat n vigoare la: 13.07.2012

CUPRINS1. PREVEDERI GENERALE1.1. Obiect i domeniul de aplicare1.2. Documente conexe i de referin1.3. Simboluri i semnificaii2. DATE CU PRIVIRE LA TERENUL DE FUNDARE2.1. Categoria geotehnic de ncadrare a amplasamentului2.2. Investigarea terenului de fundare2.3. Determinarea valorilor caracteristice i de calcul ale parametrilor geotehnici3. ELEMENTE PENTRU ESTIMAREA DEPLASRILOR I SOLICITRILOR ASUPRA CONSTRUCIILORDATORATE VARIAIEI UMIDITII TERENULUI DE FUNDARE4. MSURI LA PROIECTAREA SAU LA REMEDIEREA CONSTRUCIILOR FUNDATE PE PMNTURICU UMFLRI I CONTRACII MARI5. MSURI CONSTRUCTIVE N CAZUL LUCRRILOR DE TERASAMENTE RUTIERE N ZONELE CUPMNTURI CU UMFLRI I CONTRACII MARI6. MSURI PRIVIND ORGANIZAREA I EXECUIA LUCRRILOR DE FUNDAII PE PMNTURI CUUMFLRI I CONTRACII MARIANEXA I: ORIGINEA GEOLOGIC A PMNTURILOR CU UMFLRI I CONTRACII MARI ICOMPORTAREA LOR LA VARIAII DE UMIDITATEANEXA II: FACTORII CARE INFLUENEAZ VARIAIILE DE VOLUM ALE PMNTURILOR CUUMFLRI I CONTRACII MARIANEXA III: IDENTIFICAREA I CARACTERIZAREA PMNTURILOR CU UMFLRI I CONTRACIIMARIANEXA IV: ESTIMAREA DISTRIBUIEI DE ECHILIBRU A UMIDITII SUB CONSTRUCIIANEXA V: CALCULUL DEFORMAIILOR TERENULUI DE FUNDARE PROVOCATE DE FENOMENE DECONTRACIE-UMFLAREANEXA VI: EVALUAREA SOLICITRILOR DATORATE VARIAIEI UMIDITII TERENULUI DEFUNDARE DIN PMNTURI CU UMFLRI I CONTRACII MARI ASUPRA CONSTRUCIILORANEXA VII: CORELAREA MSURILOR DE PROTECIE I EXECUIE CU POSIBILITATEA DEMANIFESTARE A UMFLRII SAU A CONTRACIEI TERENULUI DE FUNDARE DIN PMNTURI CUUMFLRI I CONTRACII MARIANEXA VIII: COMPORTAREA CONSTRUCIILOR FUNDATE PE PMNTURI CU UMFLRI ICONTRACII MARI I APARIIA DEGRADRILORANEXA IX: EXEMPLE DE CALCULANEXA X : REFERINE LEGISLATIVE I TEHNICE

1. PREVEDERI GENERALE1.1. Obiect i domeniul de aplicare1.1.1. Prezentul Normativ definete cerinele privind fundarea construciilor pe pmnturi cu umflri i

1/57

contracii mari.1.1.2. Pmnturile cu umflri i contracii mari numite pe scurt n ceea ce urmeaz PUCM, pot fi ntlnite nliteratura de specialitate i sub denumirea de pmnturi contractile sau pmnturi expansive. Acestea suntpmnturi argiloase active n raport cu apa, care au proprietatea de a-i modifica sensibil volumul ca urmarea variaiei de umiditate.Producerea unor variaii nsemnate de volum a terenului este condiionat de:- prezena n zona de suprafa a unor argile active, susceptibile de umflri i contracii mari;- apariia unor variaii importante de umiditate ca urmare a condiiilor climatice sau a altor cauze (surseputernice de umezire sau uscare, evapo-transpiraia vegetaiei etc.).1.1.3. Identificarea i caracterizarea pmnturilor cu umflri i contracii mari se face conform SR EN ISO14688-1:2004 i STAS 1913/12-88.1.1.4. Rspndirea acestor tipuri de pmnturi pe teritoriul Romniei este prezentat n ANEXA I.Clasificarea i caracterizarea pmnturilor cu umflri i contracii mari dup activitate se efectuiaz conformtabelului 1.1 n funcie de procentul de argil cu diametrul mai mic de 0,002 mm (A2), de indicele de

plasticitate (Ip), de indicele de acitivitate (IA = Ip / A2), de criteriul de plasticitate (Cp), de umflarea liber

(UL), de limita de contracie (ws), de contracia volumic (Cv), de caldura maxim de umezire (qmax), de

umiditatea corespunzatoare suciunii la 15 bari (w15) i de presiunea de umflare (pu).

Tabelul 1.1. Clasificarea pmnturilor cu umflri i contracii mari

Caracterizarea

P.U.C.M din punctul

de vedere al

activitii

A2

(%)

Ip

(%)

IA Cp UL

(%)

ws

(%)

Cv

(%)

qu max

(J/g)

w15

(%)

pu

(kPa)

Tulburat Netulburat

Puin active < 15 < 12 < 0,75 Ip

> Cp

< 70 >16 < 55 < 15 < 12 < 10 < 50

Cu activitate medie 15-20 12-25 0,75-

1,00

Ip

> Cp

70-100 16-12 55-75 15-25 12-25 10-12 50-100

Active 20-30 25-35 1,00-

1,25Ip

> Cp

100-

140

12-10 75-100 25-35 25-37 12-18 100-200

Foarte active > 30 > 35 > 1,25 Ip

> Cp

> 140 < 10 > 100 > 35 > 37 > 18 > 200

1.1.5. Problemele de fundare a cldirilor pe pmnturi cu umflri i contracii mari trebuie tratate difereniat,innd seama de regimul de nlime al acestora, de modul de ncrcare i echipare, de condiiile deexploatare, de vecintatea unor arbori, etc.1.1.6. Construciile care adpostesc procese tehnologice cu surse termice importante de cldur sau frigsau care pot avea pierderi mari de ap, procese chimice sau bacteriologice, i sunt fundate pe PUCM nu facobiectul prezentului normativ.1.1.7. n cazul construciilor fundate la adncimi mai mari de 2,00 m, care nu fac parte din categoria celor dela pct. 1.1.6, nu se produc de regul variaii de volum ale terenului de fundare de natur s influenezeconstruciile respective.1.2. Documente conexe i de referin sunt enumerate n Anexa X1.3. Simboluri i semnificaii

PUCM Pmnturi cu umflri i contracii mari

A (m2) Aria seciunii transversale a sistemului de fundare

A2 (%) Procentul de argil cu diametrul mai mic de 0,002 mm

An Coeficient de analogie

2/57

Ar (m2) Aria relativ a amprentei

L (m) Lungimea montului

Cv (%) Contracie volumic

Cp (%) Criteriu de plasticitate

CL(%) Contracie liniar

Cc Coeficientul condiiilor de lucru la contracie

D (%) Grad de compactare

E (kPa) Modulul de deformaie liniar al pmntului

e Indicele porilor

e0 Indicele iniial al porilor

H (m) nlimea fundaiei

h (N/cm2) Suciune

he (N/cm2) Suciune de echilibru

Ie Indice de expansiune

Ia Indice de ariditate

Im Indice mediu de umezeal (indice climatic)

Iu Indice de umezeal

Ic Indicele de consisten

Icu Indice de contracie - umflare

Ia Indicele de activitate

Ip (%) Indicele de plasticitate

Im Coeficient, funcie de raportul =L/B

In Factor de influen, funcie de raportul

L (m) Dimensiunea cea mai mare a tlpii fundaiei avnd forma dreptunghiulara n

plan;

mu (g) Masa probei umede

md (g) Masa probei uscate

M (kPa) Modulul edometric

Mi-j (kPa) Modulul edometric determinat pentru intervalul de presiuni 200-300 kPa

n (%) Porozitate

p (kPa) Presiune vertical

ppl (kPa) Presiune la limita de cedare plastic

pu (kPa) Presiune de umflare

3/57

pz (kPa) Efort unitar datorat ncrcrilor exterioare

pg (kPa) Efort unitar din greutatea proprie a pmntului

psupl (kPa) Presiune suplimentar provocat de influena greutii proprii neumezite din

masiv

pF=log h Indicele sorbional

su (cm) Ridicare prin umflare (deformaia maxim posibil)

Sr (%) Grad de umiditate

UL (%) Umflare liber

V (cm3/100 g) Volum specific, volum corespunztor la 100 g material uscat

Vs (cm3/100

g)

Volumul ocupat de 100 g schelet mineral

z (m) Deplasarea tlpii fundaiei pe direcie vertical

z0 (m) Grosimea stratului deformabil

u (kPa) Presiunea apei din pori

= tg Factor de compresiune

(0) Unghiul de pant la curba de contracie

= V/V Modificarea relativ de volum

'ui Umflarea specific a unui strat elementar

'u Umflare relativ

scon Contracii datorit reducerii umiditii n terenul de fundare

ci Contracia liniar specific a stratului "i" la o presiune egal cu suma presiunii geologice

q (kPa) ncrcarea uniform distribuit

qu,max (J/g) Cldura maxim de umezire

= Vw/V Umiditatea volumic (volumul apei raportat la volumul total)

(g/cm3) Densitatea pmntului

sat (g/cm3) Densitatea pmntului n stare saturat

d (g/cm3) Densitatea pmntului n stare uscat

s (g/cm3) Densitatea scheletului

(kPa) Efort unitar normal

z (kPa) Efort unitar normal vertical

med (kPa) Efortul unitar tangenial mediu pe suprafaa de alunecare

w (%) Umiditatea natural a pmntului

w15 (%) Umiditatea corespunztoare suciunii de 15 bari

wsat (%) Umiditatea de saturaie

wopt (%) Umiditatea optim de compactare

we (%) Umiditatea de echilibru

4/57

ws (%) Limita de contracie

wL (%) Limita superioar de plasticitate

wP (%) Limita inferioar de plasticitate

xk Valoarea caracteristic a parametrului geotehnic

xk inf Valoarea caracteristic inferioar a parametrului geotehnic

x k sup Valoarea caracteristic superioar a parametrului geotehnic

M Coeficientul parial pentru proprietile pmntului

2. DATE CU PRIVIRE LA TERENUL DE FUNDARE2.1. Categoria geotehnic de ncadrare a amplasamentului2.1.1. Categoria geotehnic a unei lucrri trebuie stabilit n mod preliminar nainte de a trece la investigareaterenului de fundare, urmnd a fi schimbat pe msura avansrii investigaiei.2.1.2. Categoria geotehnic este asociat cu riscul geotehnic. Acesta este redus, n cazul categorieigeotehnice 1, moderat n cazul categoriei geotehnice 2 i mare n cazul categoriei geotehnice 3 (conformprevederilor normativului NP 074-2007).2.1.3. ncadrarea unei lucrri ntr-o categorie de risc geotehnic sporit impune realizarea n condiii deexigen corespunztoare a investigrii terenului de fundare i a proiectrii infrastructurii pentru a se atingenivelul de siguran necesar pentru rezistena, stabilitatea i exploatarea normal a construciei.2.2. Investigarea terenului de fundare2.2.1. Investigarea terenului de fundare trebuie s asigure cunoaterea proprietilor eseniale ale terenuluide fundare cel puin n limita zonei de influen a construciei. Zona de influen a construciei este volumuldin teren n care se resimte influena construciei respective sau n care pot avea loc fenomene care sinflueneze acea construcie.Extinderea n plan i n adncime a zonei de influen depinde de tipul i de dimensiunile construciei, dencrcrile transmise i de caracteristicile terenului de fundare.2.2.2. n cazul existenei unor informaii privind probabilitatea existenei unor PUCM n amplasamentulcercetat, obinute cu ocazia recunoaterii pe teren (comportarea unor construcii nvecinate, informaii de lalocalnici privind fisurarea puternic a terenului n perioadele de secet), la investigarea terenului de fundarese va da o atenie deosebit stabilirii factorilor ce pot conduce la variaii nsemnate de volum ale terenului(ANEXA II).2.2.3. La investigarea terenului de fundare pe lng obinerea stratificaiei se va acorda o atenie specialurmtoarelor aspecte: starea reelei de alimentare cu ap i canalizare, posibilitatea de stagnare a apelorpierdute din reea, poziiile eventualilor arbori existeni sau defriai, comportarea construciilor nvecinate iadncimea lor de fundare, nivelul apei subterane i eventualele sale variaii, monitorizarea eventualelor fisuridin construciile existente.2.2.4. Zona afectat de fenomenul de contracie se consider volumul de teren corespunztor adncimiipn la care se extind vizibil fisurile i crpturile, majorat cu nc 1,0 m.Zona stabil sub construciile fundate pe pmnturi cu umflri i contracii mari se consider volumul deteren pn la adncimea unde raportul w/wp 1, sau w < 0,4 wL.

Lucrrile pentru investigarea terenului de fundare se vor executa fr adaos de ap, pentru a nu se modificaregimul hidric al terenului.2.2.5. Identificarea i caracterizarea pmnturilor cu umflri i contracii mari care alctuiesc terenul defundare se va face pe baza rezultatelor ncercrilor de laborator efectuate conform STAS 1913/12-88 iANEXA III.Pentru ncadrarea unui pmnt n categoria PUCM, sunt obligatorii a fi determinai i calculai, pe bazancercrilor, urmtorii parametri geotehnici:2 - procentul de argil cu diametrul mai mic de 0,002 mm

Ip - indicele de plasticitate (Ip = wL-wp)

5/57

IA - indicele de activitate (IA=Ip/2)

Cp - criteriul de plasticitate [Cp=0,73(wL-20%)]

UL - umflarea liber [UL=(Vf-Vi)100/Vi]

pu - presiunea de umflare

Opional se pot determina i ali parametri geotehnici conform STAS 1913/12-88 i ANEXA III.2.2.6. Investigarea terenului de fundare, completat cu determinri n laborator ale parametrilor geotehnici aipmnturilor cu umflri i contracii mari (STAS 1913/12-88 i ANEXA III) se finalizeaz cu un studiugeotehnic.2.2.7. Studiul geotehnic reprezint documentaia geotehnic de baz necesar pentru proiectarea obiectelorde construcii pe amplasamentul investigat i face parte din proiectul tehnic.Studiul geotehnic va cuprinde caracterizarea pmntului i indicarea datelor care s permit prognozareatendinei de variaie a volumului cu umiditatea (contracie sau umflare) i a adncimii zonei afectate devariaiile de volum (ANEXELE II i IV).2.3. Determinarea valorilor caracteristice i de calcul ale parametrilor geotehnici2.3.1. Parametrii geotehnici servesc att la proiectarea geotehnic prin calcul ct i la proiectareageotehnic bazat pe msuri prescriptive.2.3.2. Nivelul de siguran adoptat n stabilirea valorilor caracteristice i de calcul ale parametrilor geotehnicicorespund nivelului minim prevzut n standardele europene (Eurocoduri). Proiectantul construciei poateadopta, pe baza unor justificri tehnico-economice, cu acordul beneficiarului, un nivel de siguran mairidicat pentru ntreaga structur geotehnic sau pentru pri ale acesteia.2.3.3. Valoarea caracteristic a unui parametru geotehnic se ia n considerare prin stabilirea valoriicaracteristice inferioare (XKinf) i a valorii caracteristice superioare (XKsup) i utilizarea n calcul a

combinaiei celei mai nefavorabile a acestor valori (Anexa A1 din normativul NP 122:2010)n cazul n care valorile determinate prin ncercri indic o tendin cert de variaie n plan sau peadncime, se poate stabili o dependen matematic a valorilor caracteristice n funcie de dimensiunearespectiv.2.3.4. Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici (Xd) se stabilesc - de regul - de ctre proiectantul

structurii geotehnice, prin mprirea valorilor caracteristice (XK) la coeficientul parial pentru proprietile

pmntului ():

Xd = Xk/ (2.1)

n cazul inexistenei unor date semnificative ale valorilor XK, pentru calcule preliminare se admite evaluarea

direct a valorilor Xd, innd seama de nivelul de siguran.

2.3.5. Pentru calculele la starea limit ultim, n situaiile de proiectare permanente i tranzitorii, valorile sunt date n tabelele 4.2 i 4.4 din SR EN 1997-1:2004.Pentru situaiile de proiectare accidentale se accept = 1.n cazurile speciale, n care se efectueaz calcule la starea limit ultim cu considerarea strii de deformarea terenului, pentru parametrii de deformaie ai straturilor de pmnt se poate accepta = 1.

2.3.6. Pentru toate calculele la starea limit de exploatare normal se utilizeaz valoarea = 1.

3. ELEMENTE PENTRU ESTIMAREA DEPLASRILOR I SOLICITRILOR ASUPRA CONSTRUCIILORDATORATE VARIAIEI UMIDITII TERENULUI DE FUNDARE3.1. Stabilirea condiiilor de fundare i a msurilor constructive la fundarea pe PUCM trebuie s se bazezepe determinarea corect a caracteristicilor de contracie-umflare ale terenului i pe estimarea deplasrilorfundaiilor.Deplasrile estimate ale fundaiilor vor fi comparate cu deplasrile admisibile pentru fiecare tip de structur,conform prevederilor normativului NP 112-2004.3.2. Ridicarea sau tasarea tlpii fundaiei se poate estima printr-un calcul de nsumare a efectelor stratelor

6/57

elementare, utiliznd rezultatele ncercrii edometrice duble sau multiple reprezentate n diagrama de stare(fig. III.1 din ANEXA III, ANEXA V).Metoda ncercrii edometrice duble sau multiple const n ncrcarea a dou sau mai multe probe, recoltatela acelasi nivel i la o mic distan una de alta; probele sunt supuse ncercrii clasice de consolidare nedometru, prima n condiiile meninerii umiditii naturale din teren, celelalte la umiditi mrite pn lacondiia de inundare complet.Fiecare din probele aduse la umiditi diferite va fi ncrcat n edometru conform STAS 8942/1-84nregistrndu-se att deformaiile ct i umiditile atinse dup fiecare treapt de ncrcare.Estimarea variaiilor de volum ale pmnturilor din terenul de fundare se face cu ajutorul diagramei de staren care sunt reprezentate curbele (n cazul ncercrii edometrice multiple) sau dreptele (n cazul ncercriiduble) care corespund modificrilor de stare, ntre situaia iniial i cea final (fig. IV.1 din ANEXA IV).3.3. Solicitrile care apar n construcie ca urmare a umflrii terenului de fundare (datorat variaiei umiditii)se pot evalua utiliznd indicaiile din ANEXA VI.3.4. Pentru corelarea msurilor de proiectare i execuie cu posibilitatea de manifestare a umflrii sau acontraciei terenului de fundare alctuit din pmnturi cu umflri i contracii mari se vor utiliza precizrilecuprinse n ANEXA VII.4. MSURI LA PROIECTAREA SAU LA REMEDIEREA CONSTRUCIILOR FUNDATE PE PMNTURICU UMFLRI I CONTRACII MARI4.1. Pmnturile argiloase cu un potenial ridicat de modificare a volumului la variaiile de umiditate (PUCM),ocup suprafee nsemnate n ara noastr (v. ANEXA I).4.2. O proiectare judicioas a construciilor fundate pe PUCM o proiectare judicioas trebuie s se bazezepe urmtoarele dou elemente:> stabilirea regimului de umiditate i a proprietilor pmntului argilos de fundare la nceperea construciei.> estimarea modificrilor care se vor produce n regimul de umiditate n cursul exploatrii construciei i aefectelor acestora asupra proprietilor argilei.4.3. Pentru nlturarea sau atenuarea fenomenelor defavorabile datorate existenei pmnturilor cu umflri icontracii mari pot fi avute n vedere urmtoarele msuri:a) eliminarea cauzelor care genereaz variaii de umiditate n terenul de fundare, (a surselor ce provoacumezirea (conducte sau canalizri degradate, ridicarea nivelului apelor subterane, infiltraii datorateprecipitaiilor sau stagnrii apei la suprafaa terenului, irigaii, defriri) a surselor ce provoac uscarea(existena unor arbori n vecintatea construciei, coborrea nivelului apelor subterane, procese tehnologicecu temperaturi ridicate);b) alegerea unei adncimi de fundare sub zona ce prezint variaii de volum, prin subzidirea fundaiilorexistente aflate la adncimi insuficiente sau prin fundarea pe piloi;c) mbunatirea terenului de fundare pentru a diminua sau anula variaiile de volum la variaii de umiditate;d) realizarea unei construcii capabile de a prelua solicitrile datorate deformaiilor provocate de variaiile devolum ale terenului de fundare.4.4. Adncimea minim de fundare se stabilete n funcie de nivelul hidrostatic, distingndu-se urmtoarelecazuri:- cazul I, cnd nivelul hidrostatic al apei subterane este la o adncime mai mic de 2,00 m;- cazul II, cnd nivelul hidrostatic al apei subterane este la o adncime intermediar (2,00 -10,00 m);- cazul III, cnd nivelul hidrostatic al apei subterane este la o adncime mai mare de 10,00 m.n cazul I, n care nivelul hidrostatic al apei subterane se menine constant la o adncime mai mic de 2,00m, pmntul aflat la o adncime de peste 1,40 m nu mai poate prezenta variaii de volum, ntructumiditatea lui se menine constant (ANEXA II).4.5. Pentru orice fel de construcie cu caracter definitiv, ce face obiectul prezentului normativ, adncimeaminim de fundare, D, este mai mare dect adncimea de nghe (STAS 6054-77) i se recomand a fi: D = 1,50 m, pentru cazul I (conform condiiilor hidrogeologice, pct. 4.2). D = 2,00 m, pentru cazurile II i III.4.6. n cazul n care sub adncimea de fundare aleas conform recomandrilor de la pct. 4.3. se afl

7/57

pmnturi contractile de natur organic (cu coninut ridicat de humus), proiectantul va analiza dac sejustific tehnic i economic depirea parial total a acestor straturi. De asemenea, dac se justific tehnici economic alegerea unei adncimi de fundare sau ct mai aproape de orizontul C al terenului bogat ncalcar, practic stabil la variaii de volum, a crui poziie trebuie s se precizeze n studiul geotehnic nconformitate cu ANEXA I.4.7. Atunci cnd n proiect se stabilete pentru unele pri ale construciei fundarea la adncimi diferite, sevor prevedea rosturi de tasare, iar diferenele de adncime ntre fundaiile alturate nu vor depi 0,50 m.Msurile ce se adopt la proiectarea construciilor4.8. n tabelul 4.1 sunt indicate msuri ce se pot adopta la proiectarea construciilor fundate pe pmnturi cuumflri i contracii mari. Acestea se aleg in funcie de adncimea de fundare, de importana i destinaiaconstruciei, de caracteristicile de umflare-contracie ale terenului de fundare i de elementele indicate lacapitolul 3.

Tabelul 4.1. Msuri pentru fundarea cldirilor pe terenuri cu PUCM

1. Meninerea unor condiii stabile de umiditate prin ecrane impermeabile sub trotuare (pmnt stabilizat sau

geomembrane) i evitarea infiltraiilor din interior.

2. Controlul sau prevenirea variaiilor de volum prin mrirea presiunilor pe teren, prevederea unor spaii de

expansiune.

3. Rigidizarea structurii prin centuri.

4. mbuntairea pmnturilor prin stabilizare, injecii sau nlocuire.

5. Fundarea n adncime sub zona afectat de variaiile de volum.

Msurile din prezentul normativ sunt gradate pentru urmtoarele cazuri:a) fundarea construciilor la adncimea minim, indicat la pct. 4.5.: 1,50 m pentru cazul I i 2,00 m pentrucazurile II i III.b) fundarea la o adncime mai mic dect cea prevzut la pct. 4.5., cu adoptarea unor msuri constructivespeciale.4.9. Alegerea msurilor constructive speciale se va face avndu-se n vedere potenialul de umflare-contracie al pmntului i capacitatea portant a terenului, pe baza urmtoarelor criterii: importana, mrimea i structura de rezisten a construciei; nivelul apei subterane n amplasamentulconstruciei (pct. 4.4.); grosimea i potenialul de umflare-contracie al pmnturilor care alctuiesc terenul de fundare (ANEXAIII); variaia umiditii terenului de fundare, n perioada execuiei i exploatrii construciei (ANEXA II); gradul de asigurare admis pentru construcie (grad I sau II, conform pct. 4.10.).4.10. Din punct de vedere al gradului de asigurare mpotriva degradrilor, construciile se pot realiza: cu asigurare de gradul I, cnd prin msurile ce se iau se urmrete ca toate elementele componente aleconstruciei n ansamblu s poat prelua eforturile suplimentare (fore tietoare, momente ncovoietoare ide torsiune) provenite din tasri - ridicri sau mpingeri rezultate din contracia sau umflarea terenului, fr apericlita structura de rezisten, a impiedica exploatarea construciei i a pune n pericol viei omeneti; cu asigurarea de gradul II, cnd msurile luate au drept scop limitarea degradrilor, astfel nct acestea snu pun n pericol viei omeneti iar construcia s nu fie scoas temporar din funciune, dar s necesitecheltuieli de reparaie.4.11. Se recomand ca proiectantul s foloseasc la obiectivele ce urmeaz a se realiza experiena localreferitoare la comportarea construciilor existente fundate pe acelai tip de teren.Msuri constructive n cazul fundrii la adncimea minim de fundare4.12. n cazul fundrii la adncimea minim indicat la pct. 4.5. i pentru construcii fr condiii speciale deexploatare, pentru prevenirea degradrilor sunt suficiente, de regul, urmtoarele msuri:a) Secionarea cldirii i fundaiei n tronsoane de maximum 30,00 m, prin rosturi de tasare;

8/57

b) Conductele de alimentare cu ap ce intr i ies din cldiri vor fi prevzute cu racorduri elastice i etanela traversarea zidurilor sau fundaiilor. Este indicat ca n interiorul cldirilor conductele s fie montateaparent, n subsol, respectiv la primul nivel n cazul construciilor fr subsol, astfel nct s fie accesibilepentru controlul ce trebuie efectuat periodic iar eventualele reparaii s poat fi efectuate imediat ce sedepisteaz orice neetaneitate.c) Realizarea de trotuare etane n jurul cldirilor; trotuarul cu o lime minim de 1,00 m se va aeza pe unstrat de pmnt stabilizat, n grosime de 20,00 cm, prevzut cu pant de 5% spre exterior. Pentru a fi etan,trotuarul poate fi confecionat din asfalt turnat sau din dale din piatr sau beton rostuite cu mortar de cimentsau mastic bituminos. Etaneitatea n timp necesit o bun comportare a stratului de pmnt stabilizat,conform prevederilor de la pct. 6.5. Pentru construciile etane pe suprafee mari, de exemplu unele cldiriagrozootehnice, trotuarul se pstreaz numai n zonele circulabile, n rest construciile se nconjoar cu unstrat de pmnt stabilizat cu grosime de 20 ...30 cm i o lime de minim 1,50 m meninndu-se o panttransversal de 5% spre exterior.d) Anexele cldirilor (scri, terase, etc.) vor fi fundate de regul la aceeai adncime cu construciilerespective, pentru a se evita degradarea lor datorit tasrilor sau umflrilor diferite de la un punct la altul. nfuncie de tendinele i posibilitile de deformare a terenului prin contracie sau umflare, se va adopta fielegarea rigid de construcii a anexelor, fie separarea lor complet i tratarea independent.e) Evacuarea apelor superficiale i amenajarea suprafeei terenului nconjurtor cu pante de scurgere spreexterior. Evacuarea prin burlane a apelor de pe acoperi trebuie fcut la rigole impermeabile, specialprevzute n acest scop, cu debuee asigurate i, preferabil, direct n reeaua de canalizare. Prin msurilede sistematizare vertical trebuie s se evite stagnarea apelor superficiale la distane mai mici de 10,00 m njurul fiecrei construcii.4.13. Dup intensitatea fenomenelor de asecare, diferitele specii de arbori pot fi calificate astfel:- foarte periculoase: plopul, arinul, salcmul, salcia, ulmul;- periculoase: ararul, mesteacnul, frasinul, fagul, stejarul i tufanul;- puin periculoase: laricele, bradul, pinul.Se recomand evitarea plantrii sau meninerii de arbori ornamentali, pomi fructiferi, arbuti sau planteperene n apropierea construciilor, asigurndu-se un spaiu ntre cldire i copaci de 3,00-5,00 m, n funciede importana construciei, de natura arborilor i de potenialul de umflare-contracie al terenului (fig. VIII.1 -ANEXA VIII).Existena unor grdini interioare, prevzute de obicei cu bazine de ap sau fntni nitoare constituie unrisc important n cazul pmnturilor cu umflri i contracii mari.Defriarea i dezrdcinarea copacilor se va face ntr-o perioad umed (primvara sau toamna), iar golurilerezultate se vor umple cu pmnt local sau, preferabil, pmnt stabilizat bine compactat.Trebuie avut n vedere c efectele existenei vegetaiei se manifest uneori dup un timp ndelungat (6-12ani), determinat de dezvoltarea arborilor.Existena arborilor conduce n general la tasri difereniate, cu valori maxime n imediata vecintate atrunchiului. Uneori s-au semnalat i deplasri pe orizontal, pn la 5,00 cm. Procesele pot fi accelerate sauntrziate, funcie de perioadele mai secetoase sau mai umede.n afar de efectul de asecare, arborii pot provoca tasri sau deplasri pe orizontal datorit mpingerilorprovocate de creterea diametrului trunchiului sau rdcinilor.4.14. Este necesar urmrirea comportrii i micrii construciilor (deplasri, nclinri). Proiectantul vainclude n documentaia tehnic i economic a proiectului de execuie urmrirea comportrii micrilorconstruciilor, inclusiv tipul, numrul i poziia reperelor respective. n timpul execuiei construciei, sarcinaefecturii msurtorilor revine constructorului, iar dup darea n exploatare ea revine beneficiarului lucrrii.Este indicat ca ntreaga aciune a urmririi micrilor construciilor s fie preluat de la nceput de ctre ounitate topografic de specialitate, prin grija beneficiarului, conform legislaiei aplicabil, n vigoare (STAS2745-90, etc.).Msuri constructive n cazul fundrii la o adncime cuprins n zone de variaie sezonier a umiditii4.15. n cazul fundrii la o adncime mai mic dect cea prevzut la pct. 4.4, n special pe pmnturi cu

9/57

umflri i contracii mari sau foarte mari, pe lng msurile de la pct. 4.10 sunt necesare unele msuriconstructive speciale n vederea asigurrii rezistenei, stabilitii i exploatrii normale a tuturor construciilorfundate pe asemenea pmnturi, ca de exemplu:a) Realizarea unui trotuar etan din jurul construciei, cu o lime minim de 1,50 m aezat pe un strat depmnt stabilizat (fig. 4.1);

id_link=2660007;

Figura 4.1. Trotuar etan n jurul cldirilor cu adncimea de fundare cuprins n zona de variaie sezonier aumiditii

b) Reducerea umflrii terenului prin mrirea presiunii efective pe talpa fundaiei pn la o valoare cel puinegal cu presiunea de umflare, stabilit conform spectrului cu traiectoriile modificrilor de stare rezultate nurma ncercrilor edometrice multiple, fr a depi ns capacitatea portant a terenului, stabilit conformSTAS 3300/2-85 "Terenul de fundare. Calculul terenului de fundare n cazul fundrii directe".c) Prevederea unor structuri de susinere sau a unor msuri constructive care s permit preluareampingerilor sau deplasrilor neuniforme cauzate de umezirea, respectiv uscarea terenului de fundare, ca deexemplu realizarea unor centuri de beton armat, continue pe ntreaga lungime a pereilor exteriori i interiori,portani sau autoportani, amplasate la fiecare nivel al construciei, inclusiv la nivelul soclului.4.16. La cldirile numai cu parter, avnd o form n plan apropiat de ptrat, centura superioar poate finlocuit cu armarea zidriei la coluri, pe 1,50 ... 2,00 m lungime pe fiecare latur, care s depaeasc norice caz golurile uilor i ferestrelor. Centurile se armeaz de regul simetric, avnd minimum 4 12pentru oel OB 38. Pentru centuri cu limea mai mare de 32,00 cm, sunt necesare minimum 6 12.Calculul se va efectua pe baza sensului predominant al deformaiei terenului, n funcie de condiiile dinmomentul executrii fundaiei (anotimp ploios sau secetos). Efectele deformaiilor neuniforme vor fi

10/57

considerate aciuni temporare de lung durat.4.17. Proiectarea unor construcii puin sensibile la deformarea neuniform a terenului de fundare, ncazurile n care este necesar o asigurare de gradul I (art. 4.9), se poate materializa fie prin construci i custructura foarte rigid care s poat prelua n bune condiii eforturile suplimentare ce apar n suprastructurfie prin construcii flexibile care s se adapteze la deformaiile terenului. Structura se va proiecta astfel ncts asigure rigiditatea, respectiv flexibilitatea construciei att n plan vertical ct i n plan orizontal.mbinrile elementelor de rezisten din beton armat prefabricat trebuie proiectate i realizate cu luarea nconsiderare a efectelor deformrii neuniforme a terenului.4.18. Calculele se vor efectua pe baza celor mai defavorabile ipoteze privitoare la contracia sau umflareaterenului, n funcie de condiiile de umiditate identificate prin studiile geotehnice i cele care se anticipeazpentru perioada execuiei fundaiei. Efectele deformaiilor neuniforme vor fi considerate aciuni temporare delung durat.Se va verifica compatibilitatea dintre deformaiile (n ambele sensuri) ale terenului activ i deformaiileadmisibile ale structurilor prefabricate (STAS 3300/2-85).4.19. Pentru construcii de importan deosebit i atunci cnd stratul de PUCM are grosime mare, se poaterecurge la fundarea pe piloi pentru a asigura transmiterea eforturilor sub zona afectat de variaiile deumiditate ale pmntului i, deci, de modificrile de volum. n acest caz, pentru fia pilotului situat n zonacu variaii de volum se vor adopta soluii care s evite exercitarea asupra pilotului a unor solicitri desmulgere ca urmare a umflrii terenului.4.20. Pentru a se evita executarea unor volume mari de sptur i de betoane n fundaii (de exemplu launele construcii agrozootehnice dezvoltate pe suprafee mari), este indicat nlocuirea fundaiilor continuecu fundaii izolate pe care s se reazeme construcia prin intermediul unor grinzi de fundare. Se va prevedeaun spaiu ntre suprafaa terenului i talpa grinzii de fundaie egal cu valoarea posibil a umflrii pmntului(cca. 10-15 cm) care s se umple cu nisip, mpiedicndu-se totodat accesul direct al apei i asigurndu-seevacuarea ei.Msuri pentru remedierea degradrilor4.21. n cazul unor construcii ce au suferit degradri (ANEXA VIII) se poate recurge la subzidire prinexcavare pe tronsoane, n ordinea indicat n fig. 4.2.

11/57

id_link=2660008;

Figura 4.2. Schema subzidirii

5. MSURI CONSTRUCTIVE N CAZUL LUCRRILOR DE TERASAMENTE RUTIERE N ZONELE CUPMNTURI CU UMFLRI I CONTRACII MARI5.1. La taluze degradarea are loc de obicei prin formarea unor cruste crpate, care se desprind progresiv iafecteaz zone din ce n ce mai profunde.Sunt frecvente, de asemenea, ruperi de picior sau de adncime atunci cnd apa se infiltreaz prin fisuri decontracie sau cnd argila de la baza taluzului devine saturat ca urmare a unui drenaj ineficient. n cazulcnd argila absoarbe apa sau este supus efectului unor cicluri de uscare-umezire, rezistena la forfecare sereduce foarte mult.n astfel de cazuri, taluzele de echilibru pot ajunge la nclinri de 5...10. Asemenea valori se obin dac ncalculele de stabilitate se conteaz pe rezistena rezidual, care n cazul argilelor active poate fi 0,3 sauchiar 0,1 din rezistena de vrf.n unele cazuri, taluzele iniial stabile se degradeaz dup cteva luni sau civa ani, ca urmare a atingeriiunei noi situaii de echilibru al presiunilor interstiiale, care prin descrcare au avut la nceput valori negative.Adesea, procesul se accelereaz ca urmare a efectului unor ploi puternice.5.2. Metodele uzuale de tratare constau din: mbuntirea condiiilor de drenaj, att la piciorul ct i lapartea superioar a taluzului; protecia suprafeei mpotriva eroziunii i a ptrunderii apei prin infiltraie nfisuri (aternerea unor materiale granulare, geotextile, geomembrane, etc.) i adoptarea unor pante dulci aletaluzelor de ordinul 1/3 la 1/4.5.3. n general, se recomand evitarea folosirii pmnturilor contractile la realizarea rambleelor. Atunci cndnu se dispune de alte materiale se poate recurge la mbuntirea pmnturilor, n special prin stabilizareacu var. Compactarea pmnturilor contractile trebuie realizat la umiditi ct mai apropiate de umiditatea deechilibru, diminundu-se n felul acesta variaiile de volum aferente modificrilor de umiditate.Pentru orientare, n fig. 5.1, se arat gradul de compactare necesar, n funcie de condiiile climatice iindicele de plasticitate al pmnturilor (Ip). Condiiile cele mai defavorabile corespund unor zone climatice cu

perioade de secet mai mari de 3 luni. Trebuie menionat, ns, c aceste recomandri se refer larambleele pe care se aeaz tlpile de fundare ale cldirilor i nu sunt aplicabile pentru drumuri cu traficgreu.

12/57

id_link=2660009;Figura 5.1. Variaia gradului de compactare necesar n funcie de condiiile climatice i Ip

5.4. O construcie rutier se comport ca orice construcie foarte uoar, la care greutatea proprie nucompenseaz presiunea de umflare dezvoltat de pmntul argilos. Dac mbrcmintea este impermeabili execuia a avut loc la sfritul verii, cnd datorit secetei suciunea pmntului este ridicat, are loculterior un proces de migraie a apei din zonele nvecinate mai umede spre zona central pn la atingereaunei noi stri de echilibru. Creterea umiditii n zona central conduce la umflarea pmntului i la apariiade fisuri longitudinale caracteristice.Pentru diminuarea efectelor umflrilor i contraciilor sunt de preferat mbrcminile flexibile care pot fireparate mai uor.5.5. n etapa de proiectare este necesar s se dispun de urmtoarele date:- evaluarea profilului de umiditate a terenului;- prognoza distribuiei de echilibru a umiditii dup construirea oselei i a variaiilor de volum aferente;- volumul specific V, densitatea pmntului n stare uscat d i umiditatea optim de compactare, wopt.;- modulul edometric (Eoed) i indicele californian de capacitate portant (CBR), funcie de starea de

umiditate a terenului.5.6. Msuri recomandate pentru a micora tendina de umflare a terenului:a) nlocuirea argilei pe o grosime de 0,60 - 0,80 m cu pmnt mai puin activ sau cu pmnt stabilizat i larepararea periodic (6-7 ani) a mbrcminii rutiere;b) execuia n etape, lsndu-se ntre etape un timp suficient pentru stabilizarea condiiilor de umiditate;c) dirijarea apelor de suprafa i drenarea platformei pentru a evita stagnarea apei i umflrile aferente.6. MSURI PRIVIND ORGANIZAREA I EXECUIA LUCRRILOR DE FUNDAII PE PMNTURI CUUMFLRI I CONTRACII MARI6.1. nainte de nceperea spturilor pentru fundaii, este absolut necesar ca suprafaa terenului s fiecurat i nivelat, cu pante de scurgere spre exterior, spre a nu se permite stagnarea apelor din precipitaiii scurgerea lor n spturile pentru fundaii, aceste lucrri fiind prevzute n proiect ca lucrri de baz.6.2. Toate lucrrile ciclului zero se vor efectua pe tronsoane, fr ntreruperi i n timp ct mai scurt, pentru ase evita n timpul execuiei variaiile importante de umiditate a pmntului activ.6.3. Ultimul strat de pmnt din sptura pentru fundaie, de cca. 30 cm grosime, trebuie excavat ealonat ntimp i nemijlocit nainte de turnarea betonului n fundaie, pentru a se evita efectele negative cauzate devariaiile de umiditate.n cazul n care adncimea de fundare a construciei se afl n zone de variaie sezonier a umiditiipmntului, executantul este obligat s solicite prezena proiectantului nainte de nceperea turnrii betonuluin fundaii, pentru a verifica msura n care ipotezele luate n considerare la proiectare corespund cu situaiareal de pe teren.6.4. Dac se observ crpturi pe suprafaa terenului la adncimea de fundare, se va proceda la matarea lornainte de turnarea betonului, fie cu lapte de ciment (cnd crpturile sunt mici) fie cu pmnt stabilizat, iapoi la compactarea suprafeei spturii, precedat de o uoar stropire a pmntului, pentru a se realizaumiditatea optim de echilibru. Aceste operaii vor fi urmate imediat de turnarea betonului n fundaie.6.5. Umpluturile sub pardoseli se vor executa fie din pmnturi fr potenial de contracie-umflare, dac sedispune de un astfel de material n zon, fie din pmnturi cu umflri i contracii mari stabilizate; n toatecazurile, umpluturile vor fi bine compactate, n straturi de 15 ... 20 cm grosime, fiind interzis utilizareamaterialelor drenante.Soluia de realizare a umpluturilor va fi, n mod obligatoriu, stabilit n proiectul de execuie.

13/57

Pentru controlul execuiei umpluturilor, se vor respecta normele n vigoare, n funcie de natura materialuluidin care sunt realizate umflturile.6.6. Stabilizarea pmnturilor cu umflri i contracii mari folosite la umpluturi, pentru a deveni insensibile lavariaiile de umiditate, se poate efectua fie prin metode chimice, fie prin amestecare cu nisip.6.7. Pentru stabilizarea prin metode chimice, se recomand utilizarea prafului de var nestins, n proporie de3 ... 6% (din greutatea pmntului uscat), procentul stabilindu-se prin ncercri, funcie de natura iumiditatea natural a pmntului activ. Stabilizarea prin amestecare cu nisip necesit un procent de 20 ...40% nisip mare, procent care de asemenea se stabilete prin ncercri.ncercrile pentru stabilirea proporiilor de praf de var nestins sau de nisip constau din efectuarea nlaborator a unor amestecuri de prob cu pmnturile ce urmeaz a fi stabilizate, crora li se determincapacitatea de variaie a volumului conform celor artate la pct. 3.2. Pe baza acestor ncercri de laborator,proiectantul va stabili valorile umiditii optime de compactare, wopt, i a densitii n stare uscat, d.

Operaia propriu-zis de stabilizare a pmntului contractil const n amestecul ct mai omogen alpmntului respectiv cu praful de var nestins sau cu nisipul mare, n proporiile i la umiditile rezultate dinncercri i prescrise n caietul de sarcini. Punerea n oper a pmntului stabilizat se face n straturi ngrosime de 15-20 cm n stare afnat, supuse apoi compactrii. Toate operaiunile pentru asigurarea calitiilucrrilor, inclusiv compactarea, trebuie realizate ntr-un timp ct mai scurt, pentru ca umiditatea materialuluis nu se modifice cu mai mult de 2% fa de umiditatea prescris prin ncercri.6.8. La executarea lucrrilor de terasamente i fundaii se vor respecta urmtoarele acte normative ireglementri tehnice aplicabile, n vigoare: norme de protecie a muncii; norme de protecie a muncii n construcii; regulamentul privind protecia i igiena muncii n construcii.

ANEXA I

ORIGINEA GEOLOGIC A PMNTURILOR CU UMFLRI I CONTRACII MARI I COMPORTAREALOR LA VARIAII DE UMIDITATE

I.1. Originea geologic a pmnturilor cu umflri i contracii mariI.1.1. Pmnturile argiloase care manifest un potenial de contracie-umflare important la variaii deumiditate fac parte din categoria pmnturilor cu umflri i contracii mari (PUCM).I.1.2. Dup originea geologic, pmnturile cu umflri i contracii mari se pot ncadra n urmtoarele tipuri:- formaiuni de zon temperat (de la sfritul teriarului i nceputul cuaternarului), constituite din depoziteglaciare, lacustre i marine vechi, de natur marnoas-calcaroas, decalcifiate prin splare i mbogite ncoloizi. Din aceast categorie fac parte majoritatea pmnturilor cu umflri i contracii mari din ara noastr.- formaiuni de clim cald, bogate n materii organice provenite din evoluia biodinamic a solului de origineglaciar sau aluvionar, care au suferit n timp o important evoluie pedologic, devenind argile fisurate cuporozitate i plasticitate foarte mare, prezentnd o structur secundar manifestat prin reele de fisuri caresepar masa lor n buci poliedrice cu fee lustruite. Din aceast categorie fac parte depunerile argiloase iorganice din lunca i delta Dunrii, depunerile de pe cursurile unor ruri i unele depuneri lacustre.- pmnturi provenite din marne argiloase la care, prin solificare, calcarul a fost splat i depus n adncime(la 2,00 ... 2,50 m i mai mult), rezultnd patru orizonturi caracteristice:- orizontul A: bogat n substane organice (humus), de culoare neagr, purttor al rdcinilor de plante;- orizontul B: cu potenial de umflare-contracie mare, de culoare cafenie-rocat, bogat n particule coloidale(minerale argiloase);- orizontul C: lipsit de potenial de umflare-contracie, bogat n carbonat de calciu, mai albicios, sub form deconcreiuni calcaroase;- orizontul D: roca mam (marn argiloas); orizont nealterat.I.2. Comportarea pmnturilor cu umflri i contracii mari la variaii de umiditate

14/57

I.2.1. Creterea sau scderea grosimii nveliului de ap adsorbit este nsoit ntotdeauna de o extensiesau contracie a structurii pmnturilor, prin modificarea distanei dintre particule, fapt ce determin variaiiimportante de volum la variaii de umiditate.Exemplu. Fie un montmorillonit sodic avnd o limit de curgere de 710%, limit de frmntare 54%. Pentruun grad de saturaie egal cu 1,0, indicele porilor e, va fi:- la limita de curgereeL = s WL/w = 7,1 s/w (I.1)

- la limita de frmntareep = 0,54 s/w (I.2)

ceea ce nseamn o cretere a indicelui porilor corespunztor limitei de curgere de 13 ori, i o modificareimportant a volumului pmntului.

id_link=2660010;

Fig. I.1. Macro i micro-reeaua de fisurare a pmnturilor argiloase active

I.2.2. Comportarea pmnturilor cu umflri i contracii mari la variaii sezoniere de umiditate, se manifestastfel:- variaiile de volum n cicluri succesive, de contracie-umflare provoac discontinuiti n masa pmnturilorn zona superficial, pn la adncimi de cca. 2,00-2,50 m, sub form de fisuri i crpturi;- n perioadele secetoase, crpturile de contracie, de obicei sub forma unei reele poligonale (fig. I.1.),strbat orizonturile A i B, pn la suprafaa orizontului C, provocnd fisurarea construciilor la care nu s-auluat msuri corespunztoare; fenomenul este mai pronunat la terenurile puternic nsorite, mai ales acolounde au stagnat apele atmosferice (ochiuri de ap, bli de mic adncime);- n perioadele ploioase crpturile ncep s se nchid; nchiderea crpturilor pornete att de jos, datoritumezirii prin apa infiltrat n stratele inferioare, ct i de sus, datorit umflrii stratelor superioare prinumezire uniform; crpturile pot rmne parial deschise de la un ciclu sezonier la altul.ntruct variaiile de volum nu se produc n mod uniform n plan n lungul perimetrului construciei i nadncime, ci au o intensitate mai pronunat pe laturile nsorite, mai ales acolo unde au stagnat apele dinprecipitaii atmosferice, construciile sunt supuse unor aciuni suplimentare cauzate de presiunile de umflarei/sau cedrile de reazem (tasri din contracii) ce determin n unele cazuri fisurarea construciilor i pot

15/57

induce stri limit de exploatare normal sau chiar stri limit ultime.Pentru un anumit pmnt, producerea unor umflri i contracii mari este condiionat de starea de umiditatei ndesare a pmntului i de solicitrile la care este supus.Urmrirea variaiilor de umiditate i a variaiilor de volum rezultate se face cu ajutorul diagramei de stare,

care are n abcis umiditatea exprimat n procente iar n ordonat volumul specific V exprimat n cm3/100g. Pe aceast abac se reprezint curba de umflare - contracie (fig. I.2).

id_link=2660011;

16/57

id_link=2660012;Figura I.2. Limita de contracie i contracia volumic

ntr-o prim aproximaie probabilitatea producerii unor importante variaii de volum ale pmntului poate fiapreciat cu ajutorul inegalitii:

id_link=2660013;unde:V, e reprezint volumul specific, respectiv indicele porilor corespunztoare strii naturale, exprimat prinpunctul N din figura I.2,VL, eL reprezint volumul specific, respectiv indicele porilor corespunztoare limitei superioare de plasticitate

(wL), exprimat de punctul M din figura I.2.

Echivalentul grafic al inegalitii este condiia ca punctul M, determinat plecnd de la volumele specifice V iVL s fie situat deasupra dreptei = 0,3.

Cu ct un pmnt este mai ndesat i mai uscat, cu att umflrile poteniale sunt mai mari (fg. 1.3).

id_link=2660014;

Figura I.3. Influena strii de umiditate i ndesare asupra umflrii libere

Presiunile necesare a fi aplicate pentru a mpiedica umflrile sunt, de asemenea, cu att mai mari cu ctpmntul este mai ndesat i mai uscat (fig. I.4).

17/57

id_link=2660015;

Figura I.4. Influena strii de umiditate i ndesare asupra presiunii de umflare

ncercrile n edometru permit s se traseze spectrul schimbrilor de stare sub aciunea modificrilor depresiune sau de umiditate (fig. I.5). Un drum de schimbare a strii paralel cu axa w indic presiunea careanihileaz tendina de umflare (Ex: p = 200 kPa din fig. 1.5).

id_link=2660016;Figura I.5. Drumurile schimbrilor de stare pentru pmntul ncrcat

18/57

Pe diagrama de stare poate fi urmrit, de asemenea, drumul schimbrilor de stare att pentru cazul cndpmntul este ncrcat ct i pentru cazul cnd lipsete ncrcarea (fig. I.6). Este de observat c prinumflarea liber nu se ajunge, n general, la saturaie ci la grade de umiditate Sr=0,8-0,9. Proiecia drumului

modificrii strii pe axa w arat modificarea de umiditate iar proiecia pe axa V indic modificarea de volumspecific corespunztoare.

id_link=2660017;

Figura I.6. Drumul schimbrilor de stare pentru umflarea liber (lipsete ncrcarea)

Prin umezire, pmntul tinde s-i realizeze starea de echilibru corespunztoare presiunii aplicate.Prognozarea modificrilor de volum poate fi fcut innd seama de poziia punctului corespunztor striiiniiale i de faptul c prin umezire se tinde spre curba de echilibru corespunztoare presiunii aplicate nzona unei stri de umiditate ridicat (Sr=0,9-1,0).

Din punct de vedere al variaiei umiditii pmntului n perioada execuiei i exploatrii construciilor,pmnturile cu umflri i contracii mari se pot afl n urmtoarele trei situaii, n funcie de anotimpul n carese execut fundaia construciei:a) cu umiditate natural (w) iniial mic (fundaia se execut n anotimp secetos). n aceast situaie,terenul de fundare va suferi cu preponderen fenomene de umflare, ca urmare a sporului de umiditateposibil n perioada execuiei sau exploatrii construciei, fenomene care vor induce asupra fundaiilor aciunide jos n sus i eventual lateral, provocnd deplasri i/sau presiuni cu valori maxime egale cu presiunea deumflare a pmntului (determinat conform STAS 1913/12:88).b) cu umiditate natural (w) iniial mare (fundaia se execut n anotimp ploios). n aceast situaie, terenulde fundare va suferi cu preponderen fenomene de contracie, ca urmare a micorrii posibile a umiditii nperioada execuiei sau exploatrii construciei;c) cu umiditate natural (w) iniial medie, situaie n care terenul poate suferi n perioada execuiei structurii

19/57

sau exploatrii construciei, att fenomene de umflare ct i fenomene de contracie.I.3. Rspndirea pmnturilor cu umflri i contracii mari n RomniaPmnturile cu umflri i contracii mari se ntlnesc n majoritatea zonelor geografice ale rii (fig. I.7):> n zonele subcarpatice i piemontane: din Oltenia (Turnu Severin, Motru, Strehaia, Filiai, Trgu Jiu,Podari, Craiova, Robnesti, Bal etc.); din Muntenia (Slatina, Piteti, Voila, Mija, Domneti - Chiajna, Beciu,Sceni, Ederile, Rzvadul de jos, Ploieti, Valea Clugreasc, Vintileanca, Buzu, Burgeti, Rmnicu Sratetc.); din Banat (Jebel, Berzovia, Verne, Buzia, Birda, Breslovat, Pischia, etc.) i izolat din Moldova.> n Podiul Transilvaniei, n special n zona nordic (Cluj-Feleac, Rzboieni, Salva-Vieu, Baia Mare, Baia-Sprie, imleul Silvaniei, Srmasu, Taga, Meciu, Beclean, Dej, Jibou, Zalu, Brad, Zerind, Bistria, Sngeorz-bi, Aghire, Turda, Aiud, Hunedoara, Simeria, Ortie, Deva, Haeg, Apold, Sibiu, Ocna Mure, Gale-Tilica, Cisndie, Victoria, Sfntu-Gheorghe etc.)> n zonele colinare dinspre Cmpia de Vest (Oradea, Alejd, Tinca, Bocsig, Lunca Teuzului, Manerau,Mediaul Aurit etc.)> n zonele de lunc i terase ale unor ruri, mai ales n Podiul Moldovenesc (Iai, Trueti, Sveni, Icani,Piciorul Lupului, Vaslui, Brlad, Crasna-Hui, Buheti, Roman, Trgu Bujor, Roieti, Lucneti, Moineti,etc.);> n unele zone din lunca i Delta Dunrii.

id_link=2660018;

Fig. I.7. Rspndirea pmnturilor cu umflri i contracii mari pe teritoriul Romniei [11]

ANEXA II

FACTORII CARE INFLUENEAZ VARIAIILE DE VOLUM ALE PMNTURILOR CU UMFLRI ICONTRACII MARI

20/57

Variaiile de volum ale pmnturilor, nsoind variaiile umiditii, se difereniaz n funcie de intensitateafenomenelor de interfa care au loc n grosimea complexului de adsorbie i determin potenialul deumflare-contracie, condiionat de: dimensiunile i forma particulelor; compoziia mineralogic; condiiile de mediu (concentraia electrolitic, Ph, salinitatea); natura cationilor adsorbii.Dimensiunile i forma particulelor sunt determinat de compoziia mineralogic i de intensitatea proceselorde alterare chimic; cu ct mineralele constituente sunt mai puin dure, cu att rezult particule cudimensiuni mai mici.Compoziia mineralogic determin n principal valoarea potenialului electrodinamic i respectivelectrocinetic, prin existena sau nu a unor sarcini electrice necompensate n reeaua cristalin, generate detipul de structur specific mineralelor componente ale particulelor.La argil, rolul preponderent revine raportului n care se gsesc n masa argilei cele trei minerale principale,montmorillonit-illit-caolinit, cu un potenial electrodinamic descresctor de la montmorillonit la caolinit,influenat i de natura ionilor atrai n complexul de adsorbie.Condiiile de mediu determin iniierea i desfurarea fenomenelor de interfa. Reflectarea cantitativ acondiiilor de mediu asupra fenomenelor de interfa se face cu ajutorul indicelui de aciditate (Ph) i asaliniii.Natura cationilor din soluie determin prin valena lor grosimea stratului dublu electric i, respectiv,grosimea nveliului de ap adsorbit. Astfel, cu ct valena ionilor este mai mare, cu att numrul cationilorce satureaz cmpul electrostatic este mai mic i, deci, grosimea complexului de adsorbie este mai mic, iinvers. Rezult c n funcie de tipul ionilor din complexul de adsorbie, presiunea stratului argilos la aceeaicantitate de substan solid variaz, fiind mai mare pentru argilele cu complex sodic fa de cele cucomplex calcic sau de aluminiu.Factorii care confer unui pmnt un potenial de umflare-contracie de o anumit valoare, care se poatemanifesta n funcie de existena sau absena variaiilor de umiditate, sunt urmtorii:a) factorul climatic, care condiioneaz variaiile de temperatur i umiditate n teren;b) condiiile hidrogeologice;c) vegetaia;d) variaia umiditii terenului n perioada de execuie i n timpul exploatrii construciilor;e) presiunea transmis de construcie;f) grosimea stratului;g) suprafaa umezit;h) proprietile fizice i chimice ale lichidului care produce umezirea pmntului.a) Factorul climatic. Nivelul precipitaiilor (cca. 500-700 mm/an) i variaiile de temperatur n teren, nintervalul var-iarn sau chiar n cuprinsul aceleai zile (fig. II.1) provoac, prin regimul lor alternant i prinvariaiile pe vertical, micri termoosmotice ale apei adsorbite n teren, nsoite de fenomene de umflare-contracie.Astfel, msurtori efectuate asupra unor terenuri nierbate au indicat c ntre lunile aprilie i septembrie auavut loc deplasri pe vertical ale suprafeei de ordinul a 2,00-3,00 cm.Ca urmare a fenomenelor de umflare-contracie, pmnturile fisureaz i crap favoriznd i mai multevaporarea i deci intensificarea procesului.n condiiile climatice din ara noastr, zona de fisuri i crpturi (zona de influen), se extinde pn la 2,00-2,50 m, cu deschiderea medie a crpturilor de cca. 5,00-10,00 cm.

21/57

id_link=2660019;

Fig. II.1. Variaia temperaturii n teren

b) Condiiile hidrogeologice se pot ncadra, n funcie de zona de variaie a umiditii n pmnt pe care odetermin, n urmtoarele trei cazuri posibile, dup adncimea apei subterane (fig. II.2): cazul I: nivelul hidrostatic subteran se afl la o adncime mai mare de 10 m. Diagrama de variaie aumiditii n funcie de adncime, determinat prin msurtori, are alura din fig. II.2.a i se caracterizeazprintr-o zon de variaie sezonier a umiditii, cu aluri diferite pentru var i iarn, n grosime de 0-2,00 m iprintr-o valoare practic constant sub adncimea de 2,00 m. Zona cu posibile variaii de volum, dependentede condiiile climatice, este n acest caz situat ntre 0,00 i 2,00 m i, prin urmare, adncimile de fundareadoptate trebuie s fie mai mari de 2,00 m, pentru a se evita efectele variaiilor de volum asupraconstruciilor. cazul II: nivelul apei subterane este situat la cote mai mici de 2,00 m (fig. II.2.b). Diagrama de variaie aumiditii prezint, de regul, dou orizonturi distincte, pentru perioada de var i, respectiv, cea de iarn.Msurtorile efectuate au aratt c umiditatea pmntului rmne practic constant peste adncimea decca. 1,40 m iar zona supus variaiilor de umiditate, respectiv de volum, are grosimea de cca. 0-1,40 m.Adoptarea n acest caz a unor adncimi de fundare mai mari de 1,40 m elimin efectele variaiilor de volumasupra construciilor. cazul III: nivelul hidrostatic se gsete la o adncime intermediar, ntre 2,00 i 10,00 m (fig. II.2.c).Diagrama variaiei umiditii n funcie de adncime este o combinaie ntre diagramele precedente. Astfel,se deosebesc dou orizonturi ce corespund adncimilor maxime de variaie ce se ating vara (C) i,respectiv, iarna (D). n suprafa, pn la adncimea de cca. 2,00 m variaiile de umiditate sunt dictate decondiiile climatice, dup care urmeaz o zon cu umiditi practic constante (AE). Fundarea n zona (AE)sau sub nivelul (C) (cnd zona AE lipsete) elimin efectele variaiilor de volum asupra construciilor.Punctele caracteristice ale diagramei (A, B, C, D, E) se determin prin observaii sezoniere de teren.

22/57

id_link=2660020;

Figura II.2. Variaia umiditii terenului cu adncimea apei subterane i condiii climatice

c) Vegetaia, prin efectele de adsorbie a apei din teren prin intermediul rdcinilor precum i prinfenomenele de evapo-transpiraie, determin o micorare a umiditii pmnturilor din vecintateaconstruciilor. Tierea arborilor conduce, dimpotriv, la o cretere a umiditii. Deteriorrile construciilor potfi datorate att contraciei ct i umflrii pmntului sub influena vegetaiei (fig. II.3).n raport de suciunea indus prin rdcini i de intensitatea fenomenelor de asecare, speciile de arbori pot ficonsiderate: foarte periculoase (plopul, arinul, salcmul, salcia, ulmul); periculoase (ararul, mesteacnul, frasinul, fagul, stejarul, tufanul); puin periculoase (laricele, bradul, pinul).Se consider c prezena arborilor la o distan mai mare de o dat i jumtate nlimea arborilor maturi nuar mai constitui un pericol pentru construcie.Apariia unor degradri presupune tierea imediat a arborilor, dar remedierile trebuie fcute inndu-seseama de posibilitatea apariiei unor umflri datorit creterii treptate a umiditii prin tierea arborilor.Observaii efectuate asupra unei cldiri amplasat pe un teren defriat au indicat umflri ale terenului decca.8 mm pe an cu tendina de cretere n timp. Atunci cnd, din diferite motive, este necesar s se taiearbori din vecintatea unor construcii amplasate pe pmnturi cu umflri i contracii mari, este indicat caoperaiunea s se fac ntr-o perioad umed (primvara sau toamna) iar umplerea gropilor s se facimediat cu pmnt local bine compactat sau stabilizat prin amestecare cu nisip.

id_link=2660021;

Fig. II.3. Efectele vegetaiei i insolaiei asupra construciilor

d) Variaia umiditii terenului n perioada de execuie i n timpul exploatrii construciei este influenat n

23/57

principal de factorul climatic i, respectiv, de procesele tehnologice.Astfel, n funcie de sezonul de execuie al construciei pot avea loc umflri, dac execuia s-a fcut ntr-operioad secetoas sau contracii, dac execuia construciei a avut loc ntr-o perioad umed. Duprealizarea construciei, ca urmare a acoperirii suprafeei terenului i, deci, a mpiedicrii efectului de evapo-transpiraie a terenului, are loc o cretere a umiditii, care determin umflri n special n zona central aconstruciei.e) Presiunea transmis de fundaie. Presiunea de umflare este independent de suprasarcin, de umiditateainiial, de gradul de umiditate i de grosimea stratului i crete odat cu creterea densitii iniiale apmntului n stare uscat. La o presiune transmis de fundaie egal cu presiunea de umflare, deformaiade umflare nu are loc.f) Grosimea stratului. Cu ct stratul este mai gros, cu att exist posibilitatea s aibe loc o umflare mai marerezultat prin nsumarea umflrilor ce au loc n diferite puncte.g) Suprafaa umezit. Cu ct suprafaa umezit sub construcie are dimensiuni mai reduse, cu att creteneuniformitatea deformaiilor care vor avea loc sub aceasta, mrindu-se astfel riscul de apariie a unordegradri n construcia respectiv.h) Proprietile lichidului infiltrat i procesele tehnologice din construciile respectiven cazul construciilor industriale, unele reziduuri chimice pot provoca umflarea terenului care nu prezintcreteri importante de volum la sporirea umiditii. Procesele tehnologice cu surse puternice de cldur saude frig pot conduce la variaii importante de umiditate i de volum ale terenului de fundare argilos.

ANEXA III

IDENTIFICAREA I CARACTERIZAREA PMNTURILOR CU UMFLRI I CONTRACII MARI

III.1. Indici pentru identificarea i caracterizarea pmnturilor cu umflri i contracii mariIdentificarea i caracterizarea pmnturilor cu umflri i contracii mari se face pe baza unor indici prin carese exprim n termeni cantitativi comportamentul specific al acestor pmnturi.Indicii se stabilesc, n principal, pe baza curbei de contracie a pmnturilor, expresie grafic a variaieivolumului n funcie de umiditate.1. Curba de contracie (pe probe netulburate)Metodologia determinrii curbei de contracie este prezentat n STAS 1913/12-88. Curba de contracie sereprezint lund n abcis umiditatea pmntului (w%), iar n ordonat volumul corespunztor la 100 g de

pmnt uscat, (V100), exprimat n cm3, (fig. III.1).

Cunoscnd masa probei (mu-mc) la diferite umiditi, masa uscat a probei (md-mc) precum i volumul

probei (Ve), determinat prin metodologia indicat n STAS 1913/1-82, se pot calcula ntr-un anumit stadiu al

ncercrii umiditatea (w) i densitatea pmntului n stare uscat (d) cu urmtoarele relaii:

id_link=2660022;

unde:mu este masa probei umede i tara (mc)

md este masa probei uscate i tara (mc)

mc este masa sticlei de ceas (tara)

24/57

id_link=2660023;

Figura III.1. Curba de contracie - umiditate

ntruct ntre densitatea pmntului n stare uscat d i volumul V corespunztor exist relaia d = m / V

rezult c volumul V100 este dat de expresia:

id_link=2660024;

n care, nlocuind d cu expresia sa, se obine:

id_link=2660025;

unde masa se exprim n grame iar volumul n cm3.Analiznd alura curbei de contracie (fig. III.1) se observ c ea const, practic din dou segmente dedreapt racordate ntre ele printr-o curb. Intersecia celor dou drepte determin un punct (B) ale cruicoordonate sunt volumul final (Vf) al probei de pmnt supus ncercrii i umiditatea ws.

2. Limita de contracie (ws)

Umiditatea pmntului sub care nu mai au loc variaii importante de volum la variaii de umiditate se noteazws i se definete ca fiind limita de contracie. ntruct determinarea curbei de contracie se face pe probe

netulburate saturate sau pe probe remaniate aduse la limita de curgere, rezult c umiditatea iniial (wi%),

de la care se declaneaz procesul de contracie, este egal cu umiditatea de saturaie wsat = wsr, respectiv

25/57

cu limita de curgere wL.

n prima faz a procesului de contracie, proba rmne saturat iar variaiile Vw se produc pe seama

umiditii pierdute prin evaporare. Deci V=Vw i, innd seama de relaia ce definete umiditatea, rezult:

id_link=2660026;

ntruct V=Vw:

id_link=2660027;

unde: md este masa uscat a probei.

n cazul n care masa uscat a probei md = 100 g, variaiile de volum rezult:

id_link=2660028;

Variaiile de volum Vw100 fiind egale cu variaiile de umiditate (w), curba de contracie se suprapune cu

dreapta BC nclinat cu 45 fa de orizontal (fig. III.1).Aceasta zon liniar de reducere a volumului este cauzat, n principal, de presiunile capilare alemeniscurilor care tind s deformeze structura, pn a-i asigura configuraia de saturare. Prin reducereaumiditii i consolidarea structurii pmntului prin deformare, influena presiunii capilare scade i ncep spredomine fenomenele de adsorbie ce determin i alura curbei de contracie. Fenomenele de contraciesunt cauzate, n diferite proporii, n diferite stadii de desfurare ale procesului, att de presiunea capilarct i de forele electromoleculare.innd seama de definiia limitei de contracie, ws, i de semnificaia ei grafic (fig. III.1) rezult:

ws = wt - w

i, nlocuind pe w cu expresia dat de relaia III.5, se obine:

id_link=2660029;

unde:

Vi este volumul iniial al probei n cm3,

Vf este volumul final al probei n cm,

md este masa probei uscate n grame,

wi este umiditatea iniial, egal cu wsat, n cazul probelor netulburate i respectiv cu wL, n cazul probelor

remaniate aduse la limita de curgeren tabelul III.1 sunt date valori orientative ale limitei de contracie.

26/57

Tabel III.1. Valori orientative ale limitei de contracie (ws)

Natura pmntului Nisip prfos, praf

nisipos

Praf Argil

Caracteristica geotehnic

Limita de contracie

(ws%)

12 - 20 14 - 25 8 - 35

3. Indicele de contracie - umflare (Icu)

Pe baza limitei de contracie se poate defini indicele de contracie - umflare (Icu), pentru intervalul de

umiditi wsat - ws:

id_link=2660030;

n care:wsat, Vsat sunt umiditatea de saturaie, respectiv volumul corespunztor umiditii de saturaie;

w, V sunt umiditatea, respectiv volumul corespunztor umiditii n stare natural;ws, VLs sunt limita de contracie, respectiv volumul corespunztor umiditii egal cu limita de contracie.

n funcie de valoarea umiditii pmntului (ws < w < wsat) i de valorile indicelui de contracie -umflare Icu,

pmnturile contractile pot prezenta urmtoarele stri (conform tabel III.2).

Tabel III.2. Valori orientative privind corelarea ntre indicele de contracie - umflare (Icu) si starea

pmntului

Umiditate ws < w < wsat

Indice de contracie-umflare

Icu

Fenomene de contracie 0

Fenomene de contracie i umflare 0 < Icu < 1

Fenomene de umflare 1

4. Indicele de activitate (IA)

innd seama de dependena ntre fenomenele de contracie - umflare i prezena fraciunii argil n masapmntului, se definete indicele de activitate al pmnturilor (IA) n raport cu apa, prin relaia:

id_link=2660031;

n care:Ip este indicele de plasticitate, determinat conform STAS 1913/4-86;

A2 este procentul de particule cu dimensiuni mai mici de 0,002 mm (2 m).

Clasificarea pmnturilor argiloase n funcie de indicele de activitate este dat n tabelul III.3:

27/57

Tabel III.3. Clasificarea pmnturilor argiloase n funcie de indicele de activitate

Caracterizarea pmntului IA

Puin activ < 0,75

Cu activitate medie 0,75 1,00

Activ 1.00 1,25

Foarte activ > 1,25

5. Cldura maxim de umezire (qu,max)

Caldura maxim de umezire, qu max, exprimat n J/g, reprezint cantitatea de cldur degajat de umezirea

pn la saturaie a 1 g de pmnt uscat la 10520C.Cldura maxim de umezire se determin conform STAS 1913/9-86.Clasificarea pmnturilor argiloase n funcie de cldura maxim de umezire este dat n tabelul III.4.

Tabel III.4. Clasificarea pmnturilor argiloase n funcie de cldura maxim de umezire

Caracterizarea pmntului (qu,max) (J/g)

Puin activ < 12

Cu activitate medie 12 25

Activ 25 37

Foarte activ > 37

6. Umiditatea corespunztoare suciunii de 15 bari (w15)

Umiditatea corespunztoare suciunii de bari 15 (w15) se determin conform STAS 9180-73. Gama de

variaie a suciunii n funcie de umiditi necesit stabilirea unei relaii suciune - umiditate, astfel:- n domeniul suciunilor mici (< 1 bar, pF < 3);- n domeniul suciunilor mijlocii (1-15 bari, 3 pF 4,2);- n domeniul suciunilor mari (15-150 bari, 4,2 pF 5,2);- n domeniul suciunilor foarte mari (> 30 bari, pF > 4,5)Clasificarea pmnturilor argiloase n funcie de umiditatea corespunztoare suciunii de 15 bari este dat ntabelul tab. III.5.

Tabel III.5. Clasificarea pmnturilor argiloase n funcie de umiditatea corespunztoare suciunii de15 bari

Caracterizarea pmntului W15 (%)

Puin activ < 10

Cu activitate medie 10 12

Activ 12 18

Foarte activ > 18

7. Criteriul de plasticitate (Cp)

Criteriul de plasticitate n funcie de limita superioar de plasticitate wL determinat conform STAS 1913/4-

86 se determin cu relatia:Cp = 0,73 - (wL - 20%) (III.10)

Criteriul de plasticitate caracterizeaz contractilitatea unui pmnt atunci cnd Ip Cp.

28/57

8. Contracia liniara (CL)

Contracia liniar, CL, se calculeaz cu relaia:CL = (1 - l/A) (III. 11)

n care:l este lungimea epruvetei uscate,A este lungimea iniial a epruvetei.Determinarea n laborator a contraciei liniare CL, conform STAS 1913/4-86, const n stabilirea lungimii unei

paste de pmnt aflat la limita superioar de plasticitate, uscat lent la temperatura mediului ambiant i

apoi n etuv la temperatura de 1052C.9. Contracia volumic (Cv)

Contracia volumic este definit ca raportul procentual dintre variaia de volum a unui pmnt saturatdatorat uscrii unui pmnt saturat i volumul final:

Cv = [(Vi - Vf) 100] / Vf (III. 12)

unde:Vi este volumul iniial n stare saturat

Vf este volumul final

Contracia volumic permite caracterizarea pmnturilor ca teren de fundare, astfel:- terenuri bune Cv < 5%;

- terenuri mijlocii 5% < Cv < 10%;

- terenuri necorespunztoare 10% < Cv < 15%;

- terenuri inutilizabile Cv > 15%

10. Umflarea liber (UL)

Umflarea liber, UL, care se determin conform STAS 1913/12-88. Metoda const n determinarea

volumului sedimentului rezultat prin depunerea n ap distilat a unei probe de pmnt uscat i mojarat, cu

volum iniial de 10 cm3 ntr-un cilindru de 100 cm3 i reprezint raportul procentual ntre diferena volumelorfinal i iniial i volumul iniial:

UL = [(Vf - Vi) 100] / Vi (III.13)

Pmnturile cu umflare liber mai mic de 70% nu au caracteristici expansive, pmnturile cu umflri liberemai mari de 70% au potenial expansiv moderat. Umflrile libere mai mari de 100% sunt asociate argilelorcare produc umflri considerabile, n special sub ncrcri uoare.

Tabelul III.6. Clasificarea pmnturilor cu umflri i contracii mari funcie de umflarea liber

Caracterizarea P.U.C.M. din punctul de vedere al

activitii

UL

(%)

Putin active < 70

Cu activitate medie 70-100

Active 100-140

Foarte active > 140

11. Presiunea de umflare (pu)

29/57

Presiunea de umflare, pu, este definit conform STAS 1913/12-88 ca presiunea dezvoltat de ctre unpmnt aflat ntr-o incint etan i avnd o umiditate iniial n apropiere de limita de contracie, n urmainundrii cu ap (fig. III.2.). , este definit conform STAS 1913/12-88 ca presiunea dezvoltat de ctre unpmnt aflat ntr-o incint etan i avnd o umiditate iniial n apropiere de limita de contracie, n urmainundrii cu ap (fig. III.2.).

id_link=2660032;

Figura III.2. Determinarea presiunii de umflare

Metoda const n estimarea variaiilor de volum cauzate de variaiile de umiditate, innd seama de stareade umiditate i ndesare a pmntului i de starea de eforturi din teren, pe baza datelor obinute dinncercarea n edometru dubl sau multipl, conform STAS 8942/1-89.ncercarea dubl n edometru const n ncercarea n paralel a dou epruvete, recoltate de la acelai nivelsau la o mic distan una de alta; prima epruvet se ncearc n condiiile meninerii umiditii iniiale, iarcea de-a doua n condiiile inundrii complete.Epruveta care urmeaz a fi inundat se supune la o presiune de aproximativ 10 kPa, nregistrndu-se citireacomparatorului, care reprezint citirea iniial. Epruveta este apoi inundat, nregistrndu-se evoluia umflriin timp.Cea de-a doua epruvet care este ncercat la umiditatea iniial trebuie mpiedicat s primeasc sau spiard ap. ncrcarea iniial este de 10 kPa. Ambele epruvete se supun ncercrii de compresibilitate,conform STAS 8942/1-89.Se reprezint curbele de compresiune - porozitate corespunztoare celor dou epruvete pentru a ineseama de variaiile indicelui iniial al porilor, variaii care implic diferenele n curbele de compresiune -porozitate, curba probei neinundate se translateaz pe vertical, pn cnd cele dou curbe se atingconform fig. III.3.

30/57

id_link=2660033;

Figura III.3. ncercarea dubl de determinare a presiunii de umflare

12. Alte modaliti de estimare a potenialului de umflare-contracien ceea ce privete aprecierea potenialului de umflare-contracie al pmntului, n tabelul III.7 i III.8 suntprezentate valori orientative ale domeniului de variaie utilizate n practica internaional.

Tabel III.7. Aprecierea potenialului de umflare-contracie al pmntului pe baza limitelor wL, wp, ws,

n corelare cu A2

Fraciunea A2

(%)

Ip

(%)

ws

(%)

wL

(%)

Potenial de

umflare

< 15 < 18 < 15 < 39 Redus

13-23 15-28 10 -16 39-50 Mediu

20-31 25-41 7 - 12 51-63 Mare

> 28 > 35 > 11 > 63 Foarte mare

Tabel III.8. Aprecierea potenialului de umflare - contracie al pmntului pe baza indicilor fizici

Date obinute n laborator i in situ Gradul de umflare

A2

(%)

wl

(%)

NSPT

(nr. lovituri/30

cm)

Umflarea

probabil (%)

Presiunea de

umflare

(kPa)

Poteialul de

umflare

< 30 < 30 < 10 < 1 50 Redus

30 - 60 30 - 40 10 - 20 1 - 5 150 - 250 Mediu

60 - 95 40 - 60 20 - 30 3 - 10 250 - 1.000 Mare

31/57

> 95 > 60 > 30 > 10 > 1.000 Foarte mare

III.2. Activitatea pmnturilor n raport cu apa1. Diagrama de identificarePentru identificarea i caracterizarea prin mijloace grafice a pmnturilor cu umflri i contracii mari sepoate reurge la reunirea ntr-o singur diagram, numit diagrama de identificare, a abacei de plasticitate alui Casagrande, a curbei de granulozitate i a diagramei lui Skempton.Prin reprezentarea pmntului pe fiecare din aceste trei diagrame i unirea punctelor caracteristice (P1P4)

rezult o figur geometric numit amprenta pmntului (profesor Andrei Silvan) (fig. III.2). Cu ct amprentaeste mai mare, cu att se consider c pmntul este mai activ, fr ns a se preciza limita de variaiepentru arie.Se definete drept aria relativ a amprentei Ar date de relaia din:

Ar = aria amprentei / aria cercului de referin (III. 14)

unde cercul de referin este definit n fig. III.2Construcia amprentei unui pmnt pe un formular de felul celui din fig. III.4 se face n urmtorul mod(conform STAS 1913/12-88 i reglementrii tehnice pentru sistematizarea, stocarea i reutilizareainformaiilor privind parametrii geotehnici, aplicabile, n vigoare):- n cadranul I, care constituie abaca de plasticitate a lui Casagrande, se reprezint punctul P1 de

coordonate wL i Ip;

- n cadranul III se reprezint curba granulometric a pmntului, pe care se stabilete punctul P90,

corespunztor procentului de 90% pe axa xd i punctul P3, corespunztor diametrului de 0,002 mm;

- n cadranul II se reprezint punctul P2 ce indic direct indicele de activitate al pmntului, avnd abscisa

egal cu procentajul particulelor cu diametrul mai mic de 0,002 mm i ordonata egal cu indicele deplasticitate;- n cadranul IV se reprezint punctul P4 de abcisa wL i ordonata corespunztoare diametrului de 0,002

mm;- prin unirea punctelor P1, P2, P90, P3 i P4 se obine figura geometric numit amprenta pmntului.

32/57

id_link=2660034;

Figura III.4. Amprenta pmnturilor contractile

2. Diagrama de stareUrmrirea starii pmnturilor este facilitat dac se recurge la o abac (fig. III.5), care are n abcis

umiditatea (w%), iar n ordonat volumul specific V (cm3/100 g), volumul corespunztor la 100 g de materialuscat.n acest caz, ntre densitatea aparent uscat, d, i volumul specific, V, exist relaia:

V = 100/d (III. 15)

Pe ordonat pot fi marcate valorile d corespunztoare. Liniile de egal densitate uscat d sunt paralele cu

axa absciselor.Volumul specific corespunztor numai scheletului solid este:

Vs = 100/s (III.16)

Vs este reprezentat n fig. III.5 de ptratul haurat.

33/57

id_link=2660035;

Figura III.5. Diagrama de stare

Folosindu-se aceast reprezentare, expresiile principalilor indici simpli devin:- porozitatea:

n = (1 - Vs / V) 100 (%) (III. 17)

- indicele porilor:

e = (V / Vs) - 1 (III. 18)

- umiditatea de saturaie:

wsat = w (V - Vs) (%) (III. 19)

- umiditatea pentru un anumit grad de umiditate, Sr:

w = Sr wsat = Sr w (V - Vs) (%) (III.20)

- umiditatea volumic (volumul apei raportat la volumul total):

id_link=2660036;

sau

id_link=2660037;

- masa volumic:

34/57

id_link=2660038;

sau

id_link=2660039;

Din relaiile de mai sus se observ c n diagrama (w, V), figura III.5, curbele de egali indici Sr, , sunt

fascicole de drepte ce trec prin punctele A, O i, respectiv, D.Modificarea strii pmntului n timpul proceselor de umflare contracie este indicat de deplasareapunctului M pe curba de contracie care se confund cu dreapta Sr=1 atunci cnd pmntul este saturat.

Pentru w = wsat volumul rezultat prin schimbarea strii are expresia:

V = V + V = V [1 + V/V] = (Vs + wsat) (1 + ) (III.25)

unde: este modificarea relativ de volum.Curbele de egal reprezint un fascicol de drepte ce trec prin punctul B.Pentru ncercrile n edometru, unde variaiile relative de volum corespund unor deformaii relative, expresiamodulului de deformaie poate fi dedus pe baza valorilor , innd seama de relaia:

M = p / (III.26)

sau pentru p = 100 kPaM = 100/ (III.27)

Abaca prezentat anterior permite urmrirea schimbrilor de stare de umiditate i ndesare n timpuldiferitelor solicitri mecanice, termice, hidrice, etc. i poate servi ca baz pentru reprezentarea modificrilordiferitilor indici geotehnici n funcie de schimbrile de stare.Folosirea abacei este de asemenea util pentru verificarea corespondenei ntre diferii indici fizicideterminai n laborator (fig. III.6).

35/57

id_link=2660040;

Figura III.6. Abaca pentru corespondenta indicilor simpli

Exemplu de utilizare a abacei din fig. III.6. Se consider un pmnt cu urmtoarele caracteristici:

s = 2,72 g / cm3

= 1,76 g / cm3

w = 18%Acest pmnt este reprezentat n abaca din figura III.6 prin punctul M, pentru care rezult:

s = 1,5 g / cm3, V = 100/1,5 = 66,667 cm 3/100 g

Sr = 0,63, = 44,3%, e = 0,813

Prin modificarea umiditii pn la w = 33%, se obine punctul N pe abac, cruia i corespund:

s = 1,3 g / cm3, V = 100/1,3 = 76,923 cm3/100 g

Sr = 0,835, = 1,72 g/cm3

Rezult o modificare de volum:

V = 10,256 cm3/100 g, e = 1,062, = 51,5%3. Similitudinea dintre pmnturiPentru prognozarea comportrii pmnturilor argiloase capabile de umflri i contracii mari se poaterecurge la asemnarea dintre pmntul considerat cu alte pmnturi argiloase care au fost deja studiate.Asemnarea din punct de vedere al naturii pmnturilor se poate aprecia lund n considerare formele idimensiunile amprentelor. O apreciere cantitativ simpl a acestei asemnri este exprimat de aria relativ

36/57

a amprentei Ar, definit ca:

id_link=2660041;

Cu ct amprenta este mai mare, cu att valoarea lui Ar este mai nsemnat.

Pentru a evalua asemanarea dintre dou pmnturi avnd ariile relative Ai i A j se poate recurge la

coeficientul de analogie, definit de relaia:

id_link=2660042;

Atunci cnd An > 10 se poate admite c cele dou pmnturi sunt asemntoare din punct de vedere al

naturii lor. Pentru a avea o comportare asemntoare, trebuie ca i starea de umiditate (w, %) i cea de

ndesare V (cm3/100 g) s fie apropiate.

ANEXA IV

ESTIMAREA DISTRIBUIEI DE ECHILIBRU A UMIDITII SUB CONSTRUCII

Fenomenele de evapo-transpiraie, condensarea i precipitaiile atmosferice fac ca atunci cnd suprafeelede teren nu sunt acoperite s apar n pmnt o migrare a apei dintr-o zon n alta, care determininstalarea unei stri reale de echilibru a umiditii pe o anumit perioad de timp. Atunci cnd suprafeele deteren sunt acoperite de construcii (drumuri, aeroporturi, construcii civile, industriale, etc.) datorit eliminriifactorilor mentionai mai nainte, n pmntul de sub construciile respective se creaz o stare de echilibru aumiditii determinat de proprietile hidrice ale pmnturilor, de starea de tensiune indus n teren, denivelul apelor subterane i de ecartul de umiditate corespunztor perioadei de execuie i exploatare.La evaluarea distribuiei de echilibru a umiditii se disting dou situaii: starea de echilibru a umiditii este condiionat de nivelul apei subterane aflat la o adncime < 6,00 m; starea de echilibru a umiditii este determinat n principal de condiiile climatice ale regiunii considerate.A) Cazul apei subterane la mic adncime (< 6,00 m) Estimarea distribuiei de echilibru a umiditii se face cu urmtoarea relaie ntre presiunea apei din pori,suciune i presiunea din teren:

u = p / w - h (IV.1)

unde presiunea apei din pori (u) i suciunea (h) se exprim n (cm) coloan de ap echivalent.Din relaia (IV.1) se determin expresia suciunii:

su h = p / w - u (IV.2)

n care: - factorul de compresiune, definit ca tangenta unghiului pe care-l face tangenta la curba de contracie cuorizontala (fig. IV.1.a);p - tensiunea vertical n punctul considerat, calculat ca sum a tensiunii determinate de aciunea

37/57

exterioar (z) i de sarcina geologic (g) (fig. IV.1.a);

u - presiunea apei din porii pmntului situat deasupra nivelului apei subterane, care corespunde distaneiechivalente, n cm, de la punctul considerat la nivelul apei subterane (fig. IV.1.a).

id_link=2660043;

Figura IV.1. Determinarea umiditii de echilibru sub construcii

Factorul de compresiune (a) poate fi estimat i n funcie de valoarea indicelui de plasticitate al pmntului(tabelul IV.1).

Tabelul IV.1 Valori orientative ale factorului de compresiune

Ip

%

10 15 20 25 30 35

0,15 0,27 0,40 0,55 0,70 0,80

Admind o distribuie iniial a umiditii n teren (fig. IV.1.d), distribuia final se obine prin aproximaiisuccesive, astfel: cu valoarea iniial a umiditii din punctul considerat (de exemplu w2) se determin punctul corespunztor

(2) din curba de contracie (fig. IV.1.b); se duce tangenta la curb n punctul determinat anterior (2) i se calculeaz factorul 2 = tg 2;

se calculeaz presiunea apei din pori (u2) ca distana, n cm, a punctului considerat fa de nivelul apei

38/57

subterane (u2 = H - z2);

se calculeaz apoi suciunea (h2) cu relaia (IV.2), respectiv indicele sorbional (pF2 = log h2);

cu indicele sorbional obinut se intr n curba de reinere a apei la diferite suciuni (fig. IV.1.c) i sedetermin n prima aproximaie umiditatea de echilibru (w2);

procedndu-se n mod analog pentru toate punctele avute n vedere se obine distribuia de echilibru aumiditii n prim aproximaie (fig. IV.1.e).Considerndu-se apoi distribuia obtinut w ca fiind distribuia iniial se obine, prin metodologia indicat, onou diagram de distribuie i aa mai departe, pn cnd diferena ntre dou diagrame succesive devineneglijabil. Pe baza diferenelor de umiditate ntre distribuia iniial i cea final se pot estima eventualeleumflri ale terenului i efectele lor asupra construciilor.Pentru a se evita acest proces iterativ se va utiliza urmtoarea metodologie de estimare a umiditii deechilibru, (fig. IV.2) bazat pe relaia IV.2.innd seama c suciunea de echilibru (he) pentru o adncime z; (fig. IV.1) trebuie s satisfac simultan

ecuaia IV.2, ecuaia unei drepte n sistemul de coordonate h;0; (fig. IV.2.c) care trece prin punctele A( =0; h = -u) i B ( = 1; h = -u+p), i curba de reinere a apei la diferite suciuni, se recurge la utilizareasimultan a curbelor transformate de contracie i suciune cu cele n coordonate normale (fig. IV.2).

39/57

id_link=2660044;

Figura IV.2. Schema de calcul a distribuiei umiditii de echilibru

Paii de parcurs sunt: determinarea n laborator a curbelor de contracie i suciune AV = f1(w) i, respectiv h = f2(w) i

reprezentarea grafic a acestora (fig. IV.2.a i b); considerarea unui ir de valori w = w1, w2, w3 ..... wn i determinarea pe cale grafic a valorilor i = tgi, (i- msurat grafic ca nclinare a tangentei la curba de contracie n punctul i) i respectiv a suciunii hi din

graficul h = f2 (w), (fig. IV.2.a i b);

trasarea curbei de contracie transformat V = f1(w) prin perechile de puncte (i; Vi), fig. IV.2.c, respectiv

a curbei de reinere a apei la diferite suciuni transformate, h = f'2(w), prin perechile de puncte de coordonate

(i; hi), fig. IV.2.d;

trasarea dreptei de ecuaie IV.2 din punctul A i (O i - ui) cu panta (p i), determinat ca n figura IV.1.a, sau

prin unirea cu punctul Bi ( = 1; hi = -ui + pi);

obinerea la intersecia dreptei A iBi cu curba de reinere a apei la diferite suciuni transformate a punctului

Ci (i; hechilibru) a crui ordonat reprezint suciunea de echilibru din punctul de cot zi (fig. IV.1.a);

obinerea umiditii de echilibru (wech) pentru punctul de la cota zi, ca abscis a punctului de intersecie a

orizontalei dus din Ci cu curba de reinere a apei la diferite suciuni reale (fig. IV.1.b).

B) Cazul cnd nu exist ap subteran la mic adncimen acest caz, distribuia de echilibru a umiditii este determinat de condiiile climatice, de proprietilehidrice ale pmnturilor aflate sub mbrcmintea impermeabil i, respectiv, de bilanul dintre precipitaii ievapo-transpiraie (cantitatea de ap care se pierde pe unitatea de suprafa a terenului ca urmare aevaporaiei i transpiraiei plantelor).Estimarea distribuiei de echilibru se bazeaz pe corelaiile stabilite de Thornthwaite, pentru trei tipuri depmnturi, ntre indicele sorbional i indicele climatic sau indicele de umezeal mediu (Im).

40/57

id_link=2660045;

Figura IV.3. Corelaia suciune - indice climatic

Cunoscndu-se zona amplasamentului i natura terenului, cu ajutorul hrii din fig. IV.4 se poate stabiliindicele de umezeal mediu al amplasamentului n funcie de care se determin din fig. IV.3 indicelesorbional (pF).Indicele climatic sau indicele mediu de umezeal TMI (Thornthwaite Moisture Index), Im, este dat de relaia:

Im = Iu - 0,6 x Ia (IV.3)

n care:

id_link=2660046;

unde:s - excedentul de precipitaii fa de necesarul de umiditate (n) pentru vegetaie (n mm coloan de ap/an);p - este cantitatea de precipitaii (n mm coloan de ap/an);d - deficitul de umiditate (n mm de ap/an).n raport de indicele mediu de umezeal - Thornthwaite, climatul se clasific conform tabelului IV.2:

Tabelul IV.2 Tipurile de climat n raport cu indicele mediu de umezeal

Im - Thornthwaite Climat

< 0 - 60 ... - 40 arid Uscat

- 40 ... - 20 semiarid

- 20 ... 0 moderat uscat

0 ... 20 moderat umed Umed

0 20 ... 100 umed

> 100 supraumed

n raport de potenialul de umiditate, tipurile de climat pe teritoriul Romniei se mpart n cinci zone (tabelulIV.3).

Tabelul IV.3 Tipurile de climat i potenialul de umiditate

Climat Im pF pentru pmnturi

nisipoase prfoase argiloase

41/57

Uscat < -200 2,30 3,60 5,00

semiumed - 20 - 0,0 2,00 3,30 4,10

moderat-umed 0,0 - 20 1,90 2,50 3,30

umed 20 - 40 1,85 - 3,00

40 - 60 1,80 - 2,70

supraumed 60 - 100 - - -

Avnd indicele sorbional pF, din fig. IV.2 sau din tabelul IV.3, pentru zona amplasamentului