SPECIFICATIE TEHNICA PRIVIND REFACEREA PRIN OBTURARE SI ETANSARE A CONTACTULUI TEREN-INFRASTRUCTURA

PENTRU CONSTRUCTII DE LOCUINTE, SOCIAL-CULTURALE SI INDUSTRIALE

Indicativ ST 015-97

Cuprins

* GENERALITATI * SUGESTII PENTRU IDENTIFICAREA CONTACTULUI TEREN-INFRASTRUCTURA, GENERATOR DE DEFECTIUNI N CONSTRUCTII. DOMENIUL DE APLICARE. * DEFICIENTE LA CONTACTUL TEREN-INFRASTRUCTURA * OBTURAREA CONTACTULUI TEREN-INFRASTRUCTUR * ETANSAREA CONTACTULUI TEREN-INFRASTRUCTURA * REDUCEREA UMIDITATII SAU DRENAREA UMPLUTURII DIN ZONA DE CONTACT TEREN-INFRASTRUCTURA * INDICATII PRIVIND NTOCMIREA PROIECTULUI DE REMEDIERI * INDICATII PRIVIND EXECUTAREA LUCRARILOR DE REMEDIERI * VERIFICAREA CALITATII LUCRARILOR SI URMARIREA COMPORTARII N TIMP * MASURI DE PROTECTIE A MUNCII

1. GENERALITATI

1.1. Practica exploatrii construciilor arat frecvent necesitatea interveniilor la contactul teren-infrastructur (fundaii, subsoluri, bazine ngropate etc.), datorit apariiei n timp a unor deficiene cauzate fie de concepii sau execuii iniiale defectuoase, fie de schimbri pe parcursul exploatrii construciilor.

1.2. n general, contactul teren-infrastructur nu se limiteaz la interferena dintre acestea, ci implic participarea pe o anumit grosime a celor dou elemente.

1.3. Prezentul ghid practic conine indicaii privind stabilirea necesitii obturrii i/sau etanrii contactului teren-infrastructur, precum i a metodelor cele mai adecvate de remediere.

1.4. Ghidul se refer exclusiv la construcii existente. Nu sunt avute n vedere soluii aplicabile naintea sau n timpul execuiei infrastructurii.

El este destinat uzului personalului tehnic, avnd pregtirea superioar de specialitate, necesar acestui gen de lucrri. De asemenea poate servi orientrii beneficiarilor n vederea solicitrii de intervenii specializate, pentru remedierea deficienelor aprute n exploatarea construciilor.

1.5. Expunerea soluiilor incluse n ghid este grupat n modul urmtor:

a. obturarea contactului teren-infrastructur (umplerea golurilor din zona respectiv);

b. etanarea contactului teren-infrastructur (reducerea permeabilitii pn la valori care s

b. etanarea contactului teren-infrastructur (reducerea permeabilitii pn la valori care s corespund celor pentru terenuri puin permeabile de exemplu sub 10-6 -10-7 cm/s i se mpiedic prezena i circulaia apei prin terenuri de tipul nisipurilor i pietriurilor);

c. reducerea umiditii sau drenarea umpluturilor de la contactul teren-infrastructur.

1.6. Metodele, materialele i reelele prezentate n acest ghid insist asupra unor soluii bine cunoscute i frecvent aplicate n Romnia.

Sunt ns semnalate i soluii aflate nc n faza de atestare, sau soluii aplicate cu succes, dar numai n cazuri singulare, sau altele nc n testare.

1.7. Coninutul ghidului se intersecteaz cu domeniul metodelor de mbuntirea pmnturilor. Zona comun se refer la tratarea pmntului n contact cu infrastructura construciilor. Deosebiri eseniale decurg din faptul c, ghidul examineaz i alte aspecte dect cele privind pmntul (ndeosebi aspecte referitoare la corpul infrastructurii), precum i din limitarea la zona de contact a pmntului cu infrastructura, fr extindere la ntreaga zon activ a construciilor.

[top]

2. SUGESTII PENTRU IDENTIFICAREA CONTACTULUI TEREN-INFRASTRUCTURA, GENERATOR DE DEFECTIUNI N

CONSTRUCTII. DOMENIUL DE APLICARE.

2.1. Sunt situaii n care localizarea cauzelor generatoare de efecte duntoare asupra construciilor este evident, fie c ele se gsesc la contactul teren-ifrastructur, fie n afara lui.

Clasificarea situaiilor, unde o astfel de localizare nu mai este evident, pune frecvent probleme dificile din mai multe motive:

- efecte similare, duntoare asupra construciilor pot fi provocate de cauze complet independente unele de altele;

- un anumit efect duntor poate rezulta din aciunea comun a mai multor cauze;

- investigarea detaliat a contactului teren-infrastructur este complicat din cauza dificultilor de acces.

De aceea se sugereaz parcurgerea prezentrii enumerrii unor deficiene la contactul teren-infrastructur din capitolul urmtor. Dei nu este o enumerare exhaustiv, ea poate ajuta la orientarea investigaiilor necesare depistrii cauzelor efectelor negative constatate.

2.2. Este dificil de precizat o tehnic de investigare special cercetrii situaiei contactului teren-infrastructur i factorilor nconjurtori, care o pot influena. Tehnicile utilizate sunt cele geotehnice uzuale i cele pentru investigarea construciilor ngropate (reelele subterane, puuri etc.).

n cazurile n care exist ns, zona construciei supus unor efecte duntoare, puncte de observaie cu o durat mai mare de funcionare, sau aciunea de clarificare a cauzelor acestor efecte permite instalarea unor astfel de puncte, ele pot aduce informaii de substanial utilitate.

efecte permite instalarea unor astfel de puncte, ele pot aduce informaii de substanial utilitate.

2.3. Reperii etajai de tasare (fig. 1.2) permit localizarea straturilor a cror deformare determin tasarea construciilor. O diagram (fig. 3) rednd deplasarea diverilor reperi fa de situaia iniial indic aportul stratului dintre fiecare pereche de doi reperi succesivi la tasarea total de la suprafaa terenului sau a construciei.

Cnd se compar msurtorile la nceputul i sfritul unui anumit interval de timp (fig. 4) se obin informaii cu privire la strate care nu s-au deformat n intervalul respectiv de timp, sau au continuat s se deformeze (prin ndesare sau turtire) sau, dimpotriv i-au modificat grosimea prin afnare sau fisurare.

Astfel de msurtori pot rspunde ntrebrii dac tasrile construciei rezult din deformaiile terenului din zona de contact teren-infrastructur sau din afara ei.

< 0 Stratul continu s se taseze.

= 0 Stratul rmne constant.

> 0 Stratul reafneaz (fisureaz).

- grosimea stratului cuprins ntre adncimea Hi i Hi+1 la momentul (tk).

- variaia grosimii stratelor ntre msurtorile succesive la momentele (tk+1) i

(tk). .

Dac doi reperi succesivi, unul instalat pe infrastructur, altul n teren indic o cretere a distanei dintre ei, rezult c s-a produs fie o afnare a stratului de pmnt de contact, fie fracturarea lui, fie desprinderea pmntului de talpa fundaiei. n toate cazurile, distanarea celor doi reperi semnalizeaz existena unui punct nevralgic n zona de contact.

2.4. Din punctul de vedere al comportrii contactului teren-infrastructur, puurile piezometrice pot furniza mai multe informaii, ca de exemplu:

a. intervalul de variaie al nivelului apei subterane n decursul timpului, permite precizarea nivelului de la care intervine inundarea infrastructurii;

b. semnalarea eventualului pericol de apariie a unor subpresiuni, capabile s provoace intrarea construciei n plutire sau deformarea i ruperea sub efectul subpresiunii (fracturarea hidraulic) a planeului infrastructurii;

c. prezena n apa subteran din zon a unor compui agresivi;

d. semnalarea unor variaii brute de nivel, capabile, la coborre, s antreneze particulele fine din teren.

Pentru cazurile n care se cere urmrirea pe aceeai vertical a mai multor orizonturi,

Pentru cazurile n care se cere urmrirea pe aceeai vertical a mai multor orizonturi, independente de apa subteran sunt utile piezometrele suprapuse cu tub subire (tip Gassagrande) (fig. 5).

2.5. Metodele radiometrice de urmrire a variaiilor de densitate i umiditate a pmntului sunt, n prezent, unicele mijloace de efectuare n regim staionar (n puncte de observaie stabile, fr prelevare de probe) a unor astfel de determinri. Prin curbe de etalonare se stabilesc relaiile dintre densitatea total a pmntului i umiditatea lui volumic Vapa / Vpamant % (coninutul procentual de ap din volumul pmntului) i indicaiile aparaturii radiometrice (fig. 6).

Astfel de msurtori succesive, n puncte staionare de observaie (de exemplu n foraje) permit semnalarea apariiei sau dispariiei apei din orizonturi permeabile, localizarea unor orizonturi n curs de consolidare i urmrirea desfurrii procesului, apariia unor goluri n lungul forajului.

[top]

3. DEFICIENTE LA CONTACTUL TEREN-INFRASTRUCTURA

Deficienele care pot apare la contactul teren-infrastructur n timpul exploatrii construciilor sunt multiple, iar practica semnaleaz permanent apariia unor tipuri noi. n prezentul ghid se trateaz deficienele cele mai frecvente, cunoscute n prezent, n ara noastr.

Aceste deficiene i cauzele lor pot fi clar individualizate sau s se manifeste ca rezultat comun al mai multora dintre ele.

Ca urmare, unele aspecte se regsesc n semnalarea mai multor categorii de deficiene n paragrafele urmtoare.

Enumerarea care urmeaz are drept scop s ajute pe cititor n localizarea i identificarea cauzelor care perturb conlucrarea teren-infrastructur. De aceea a fost considerat util, dei este limitat numai la situaiile mai frecvent ntlnite.

3.1. Deficiene datorate schimbrii regimului apelor subterane

a. Deficienele provocate de ridicarea nivelului apelor subterane (ridicri frecvent ntlnite), fie cu caracter zonal (de exemplu n urma amenajrii de retenii de ap sau prin rambleierea unor vi cu funcie de emisar natural), fie cu caracter local (de exemplu prin infiltrarea i acumularea apei n teren, din surse punctuale izolate sau rspndite pe teritoriul unui cartier de locuine, al unei uniti industriale etc.).

Ele pot s se manifeste prin:

- umeziri i inundri ale infrastructurilor;

- degradarea materialului constituent al infrastructurilor;

- efecte de fisurare i dislocare ale pardoselelor, eventual refulri de material granular i chiar

- efecte de fisurare i dislocare ale pardoselelor, eventual refulri de material granular i chiar deplasri ale infrastructurii (fig. 7);

- strpungeri ale pereilor perimetrali ai infrastructurii, urmate de jeturi de fluid cu sau fr antrenare de material granular.

b. Efecte ale coborrii nivelului apelor subterane, putnd genera, n zona de contact teren-infrastructur, formarea de goluri locale, prin antrenarea materialului de contact i evoluia nefavorabil a rspunsului infrastructurii la mpingerea apei i pmntului.

c. Efecte ale lichefierii pmntului n jurul i dedesubtul infrastructurii (lichefierea putnd fi generat de seism, de surse de vibraii, de apariia unor ci de scurgere a materialului granular mobil).

Consecine ale unor astfel de fenomene pot fi, de exemplu:

- dislocarea infrastructuii i reaezarea ei ntr-o poziie nefavorabil;

- dezechilibrarea ei prin schimbarea condiiilor de ncastrare;

- afluxul de material lichefiat n interiorul infrastructurii.

d. Efecte ale schimbrii chimismului apelor subterane, avnd drept urmare:

- contactul materialelor constituente ale corpului infrastructuii cu ageni agresivi;

- perturbarea funcionrii infrastructurii prin prezena n interiorul ei a unor fluide duntoare procesului de exploatare, inclusiv ca urmare a nerespectrii procesului tehnologic sau avariilor n sistemul de manipulare a agenilor agresivi.

3.2. Deficiene datorate prezenei unui material afnat la contactul teren-infrastructur

Astfel de situaii pot apare ca urmare:

- a aezrii iniiale a infrastructurii pe o asiz insuficient compactat i rambleierii ei perimetrale cu material afnat;

- a afnrii materialului din zona de contact, n timpul exploatrii construciei (de exemplu prin antrenarea particulelor fine sub aciunea micrii apei subterane, prin levigarea sau degradarea unor particule componente de ctre un fluid lichid sau gazos, agresiv);

- a erodrii materialului, urmat eventual de resedimentri afnate, sub aciunea unor cureni de fluid generai de accidente subterane.

Efectele prezenei unui material afnat la contactul cu infrastructura pot fi, de exemplu:

- facilitatea ptrunderii i acumulrii n zona de contact a unor substane nocive pentru infrastructur;

- apariia unui regim de preluare i transmitere a vibraiilor, nociv pentru funcionarea infrastructurii i exploatrii construciei.

3.3. Deficiene datorate formrii de goluri la contactul teren-infrastructur

3.3. Deficiene datorate formrii de goluri la contactul teren-infrastructur

ntre diversele situaii generatoare se astfel de goluri vor fi citate:

- erodarea local a pmntului i antrenarea lui n afara zonei de contact;

- apariia unor goluri n afara zonei de contact, inaccesibile iniial i n care s se poat scurge o parte din materialul de la contactul teren-infrastructur;

- desprinderea de infrastructur a materialului din zona de contact, ca urmare a unor procese dezvoltate ulterior executrii infrastructurii.

De exemplu, tasarea sub sarcina geologic a pmntului sensibil la umezire de sub o parte a tlpii de fundaie; contracia pmntului la contactul cu infrastructura sub efectul unor procese tehnologice;

- procese chimice de dizolvare i levigare.

ntre consecinele unor astfel de goluri:

- nrutirea condiiilor de transmitere a eforturilor de la infrastructur la teren i reciproc, inclusiv dislocri ale infrastructurii;

- facilitarea accesului i acumulrii n zona de contact a unor substane nocive pentru infrastructuri.

3.4. Deficiene datorate fenomenelor de gelivitate

Gelivitatea are drept efct umflarea pmntului, prin formare de lentile de ghea la scderea temperaturii, nmuierea pmntului la dezghearea lentilelor.

Trebuie avut n vedere faptul c gelivitatea nu se manifest numai n zona de nghe de la suprafaa terenului (n condiii favorabile funcie de natura pmntului i prezenei unor surse succesibile de adsorbie a apei).

Efecte similare se pot produce i la adncime, fie ca urmare a variaiilor termice de la suprafaa terenului (de exemplu n subsoluri nenclzite), fie datorate unor variaii de temperatur provocate de procesele tehnologice.

Umflarea provocat de nghe poate conduce la boltirea pardoselilor, la ridicarea neuniform i fisurarea construciei, la presiuni duntoare asupra pereilor infrastructurii.

Dezgheul conduce la nmuierea i nnoirea pmntului, la tasri neuniforme, la umezirea pereilor infrastructurii.

3.5. Deficiene datorate nclzirii i uscrii pmntului la contactul teren-infrastructur

Principala urmare defavorabil datorat nclzirii i uscrii o constituie contracia i fisurarea pmnturilor fine.

O astfel de situaie defavorabil se poate manifesta chiar la creteri moderate de temperatur dar care acioneaz suficient de mult timp, nct s provoace uscarea pmntului, mai ales

dar care acioneaz suficient de mult timp, nct s provoace uscarea pmntului, mai ales cnd ea este favorizat de prezena unor cureni de aer.

Situaii de acest fel pot fi exemplificate prin pardoseli aezate pe terenuri fine sau pe umpluturi coninnd astfel de pmnturi n hale industriale. Contracia pmntului va provoca formarea de goluri sub pardoseli, deformarea lor, greuti n transportul interior, rotiri sau denivelri ale utilajelor aezate pe pardoseal i eventuale vibraii nefavorabile exploatrii construciei.

Cnd pmnturile afectate de contracii sunt situate sub talpa fundaiilor pot rezulta tasri neuniforme i fisurri ale construciei.

Aceste fenomene devin deosebit de agresive cnd nclzirea pmntului atinge temperaturi mari, de sute de grade. n aceste cazuri contraciile sunt considerabile, pmntul se pietrific i se fisureaz. Cnd pe lng apa prezent iniial n pmnt exist alte surse de ap cu acces n zona respectiv, degajarea de vapori devine intens i poate stnjeni sau chiar periclita exploatarea i favorizeaz procesul de coroziune al componentelor metalice.

3.6. Deficiene rezultate din prezena unor fluide agresive n zona contactului teren-infrastructur

Prezena unor astfel de fluide se poate datora att unor surse exterioare construciei, ct i exfiltraiilor provenite din construcie i chiar din interiorul infrastructurii.

Nocivitatea, efectul poluant al unor astfel de fluide se poate manifesta att prin reaciile chimice pe care le provoac, ct i prin generarea unui mediu duntor prin miros, vapori, aburi.

Aciunea acestor fluide poate s conduc:

- la formarea de goluri n zona de contact, prin dizolvarea i levigarea unora dintre componenii pmntului;

- la atacarea materialelor din componena infrastructurii (n particular, la distrugerea proteciilor impermeabile, la degradri ale betonului i zidriei, putnd ajunge la periclitarea funcionrii elementelor de structur i fundare);

- la reacii chimice cu pmntul de sub fundaii, putnd provoca umflarea pmntului i ridicarea fundaiilor, infrastructurii, respectiv a structurii de rezisten a construciei.

3.7. Deficiene rezultate din degradarea n timp a infrastructurii

Dintre deficienele mai des ntlnite din aceast categorie iar fi de citat:

- n elementele de fundaie i/sau corpul infrastructurii:

putrezirea elementelor de lemn;corodarea elementelor metalice;dezagregarea liantului n zidrie i beton;dezgolirea armturii betonului armat i corodarea ei;mbtrnirea izolaiilor i pierderea proprietilor lor;

- afectarea sistemelor de filtrare i drenaj, de exemplu prin scderea capacitii lor filtrante (degradarea proteciilor geotextile, afnarea materialului granular prin erodare sau levigare); prin pierderea capacitii drenante, ca urmare a colmatrii.

3.8. Deficiene provocate de aciuni dinamice (vibraii, ocuri, seism)

Aciunile dinamice pot provoca ndesarea unor materiale necoezive i chiar coezive, mai ales, atunci cnd ele nu sunt uniform distribuite dedesubtul i n jurul infrastructurii, formarea de goluri, deplasri neuniforme.

Cnd contactul este imersat, se adaug expulzarea de ap din masa materialului, sunt posibile fenomene de lichefiere (a se vedea i pct. 3.1.c.).

Sunt situaii n care, n zona contactului, exist goluri iniial obturate, dar care devin accesibile sub efectul aciunilor dinamice (strate de roci fisurate i colmatate, conducte imperfect obturate etc.). Prin efectul aciunilor dinamice, astfel de spaii devin accesibile scurgerii materialului granular i formrii de goluri la contactul teren-infrastructur.

n cazul pmnturilor fine umede, aciunea dinamic poate genera apariia unor presiuni suplimentare n apa din pori (punerea ei sub tensiune), necesitnd ulterior un timp ndelungat de disipare.

n situaia n care, aciunea dinamic oblig masa respectiv de pmnt fin s se deformeze, deformaia se produce sub volum constant i poate s se rsfrng defavorabil asupra infrastructurii.

3.9. Deficiene datorate terenului sensibil la umezire

Sunt de punctat cteva dintre caracteristicile comportrii acestor pmnturi:

- creterea umiditii determin scderea rezistenei i mrirea deformabilitii lor (inclusiv prbuiri la imersarea pmntului puin umed);

- se dezagreg n contact cu apa i sunt intens erodate de ctre curenii de ap;

- sunt vulnerabile la agresivitate chimic, levigabile de ctre acizi, sensibile la atacul bazelor concentrate, care pot dezagrega mineralele argiloase, dnd natere la noi compui, unii cu efect de cimentare, alii cu tendin de umflare.

Aceste caracteristici se reflect n numeroase deficiene, constatate la construcii pe terenuri sensibile la umezire (tasri mari i neuniforme, fisurarea structurilor etc.). Ele sunt activate, ntre altele, prin:

- schimbri n regimul apelor subterane (ridicri zonale de nivel, umeziri i inundri locale, ca urmare a deficienelor reelelor edilitare ngropate, creterea umiditii sub construcii prin schimbarea regimului de aeraie, ca urmare a prezenei construciei platformelor betonate etc.);

- schimbri n construcie, ndeosebi introducerea unor consumuri mult mrite de ap sau ncrcarea suplimentar a fundaiilor prin redistribuirea eforturilor n structur;

ncrcarea suplimentar a fundaiilor prin redistribuirea eforturilor n structur;

- nerespectarea unor msuri specifice pentru aezarea construciilor pe astfel de pmnturi, la proiectarea i executarea lor;

- poluarea terenului i apei subterane cu substane agresive sau prin schimbri profunde ale regimului termic.

Degradarea construciilor aezate pe terenuri sensibile la umezire poate fi provocat att de cauze localizate n zona contactului teren-infrastructur, ct i n afara lui.

Dintre cauzele localizate la acest contact sunt de menionat:

a. cedarea plastic a terenului, manifestat prin poasonarea fundaiilor n pmnt (fig. 8.a.)

nfingerea poate avansa timp ndelungat, cu perioada de stagnare, apoi de reluare, mai ales, funcie de variaiile de umiditate ale pmntului n zona de contact teren-fundaie. nfingerea fundaiilor n teren este frecvent pus n eviden prin boltirea pardoselilor aezate direct pe teren, prin frngeri ale pereilor despritori aezai pe pardoseli. De menionat c, nfingerea fundaiilor n astfel de pmnturi nu este nsoit de formarea de valuri laterale de refulare, deoarece volumul echivalent nfingerii este compensat prin deformarea perimetral a pmntului. Boltirea pardoselilor nu este efectul refulrii pmntului de sub fundaie, ci antrenrii perimetrale a pardoselii de ctre fundaie n procesul de nfingere.

b. formarea de goluri la contactul fundaie-teren.

Ele pot fi provocate:

- de erodarea local a pmntului de sub talpa fundaiei;

- de tasarea terenului provocat de alte cauze dect de ncrcarea nemijlocit pe fundaia respectiv. Un astfel de caz l constituie tasarea de adncime a terenului sub sarcina geologic (fig. 8.b) (de ex. cnd avanseaz un front de umezire de adncime spre amplasamentul construciei sau cnd se produce o inundare intens local, sub un col al construciei).

c. frecarea negativ exercitat la contactul teren-infrastructur sub efectul tasrii terenului perimetral, de exemplu ca urmare a umezirii pmntului i deformrii lui sub sarcina geologic (fig. 8.c.).

3.10. Deficiene datorate prezenei pmnturilor cu umflri i contracii mari n zone de contact teren-infrastructur

Sunt de amintit caracteristici de comportare ale acestor categorii de pmnturi:

- contracii considerabile, cu o fragmentare i fisurare avansat prin pierderea umiditii;

- considerabila capacitate de absorbie a apei, avnd drept urmare umflri mari cnd deformarea este liber, presiuni mari cnd este mpiedicat;

- comportarea ca un mediu foarte activ absorbant n contact cu alte medii, deci cednd sau absorbind apa din mediile cu care sunt n contact, dup cum ele au o capacitate absorbant mai mare sau mai mic dect pmntul.

mai mare sau mai mic dect pmntul.

n cazurile cnd astfel de pmnturi se gsesc la suprafa sau la mic adncime, ndeosebi n zona de aeraie, ele afecteaz construciile aezate pe ele prin variaiile de volum, de umflare sau contracie, generatoare de ample i neuniforme deformaii (fig. 9).

Astfel de situaii sunt bine cunoscute n ara noastr, fiindc au fcut obiectul unor studii ample.

Nu trebuie ns piedut din vedere c pmnturi capabile de contracii i umflri mari se ntlnesc i n adncime. Creterea temperaturii sau, invers, afluxul de ap vor provoca i la adncime fenomene acute de contracie sau presiuni sau umflri importante.

3.11. Deficiene manifestate n cazul fundaiilor de mare adncime

Deficiene de natura celor enumerate mai sus pot apare i n cazul unor fundaii de mare adncime (chesoane deschise, coloane, barete etc.).

Ca exemple mai frecvent ntlnite pot fi citate fundaiile realizate pe un loess relativ uscat i umezit ulterior, pe nisipuri afnate sau splate n timpul exploatrii construciilor etc.

Menionarea c un caz aparte a acestor tipuri de fundaii a fost considerat oportun, datorit faptului c adncimea mare de fundare implic dificulti tehnice i de cost, deosebit de mari.

Soluiile disponibile, n prezent, n ara noastr sunt aceleai ca pentru infrastructuri mai puin adnci, dar, n alegerea variantelor posibile de rezolvare, adncimea zonei de intervenie poate fi decisiv.

Dintre tehnologiile nc neasimilate n Romnia, dar semnalate tot mai frecvent peste hotare, n cazul unor intervenii dificile, datorate adncimii mari sau zonelor greu accesibile este de amintit tehnica de JET-GROUTING.

3.12. Deficiene datorate prezenei argilelor microfragmentate n zona contactului teren-infrastructur

n prezena apei n exces, rezistena la forfecare a unor astfel de argile scade semnificativ, deoarece apa umezete interfeele agregatelor, diminund frecarea dintre ele.

Procesul se autointensific prin faptul c deformaia de alunecare la astfel de argile are o tendin de dilatan (mrire de volum), faciliteaz ptrunderea apei.

n aceste condiii, argila poate fi expulzat de sub fundaii i apar refulri, similare celor corespunztoare depirii portanei argilelor moi (fig. 10). Construcia sufer tasri neuniforme, nclinri.

Fenomenul poate interveni la construcii considerate stabile, ca urmare a imersrii orizontului de argil structurat (de exemplu printr-o inundare accidental).

[top]

4. OBTURAREA CONTACTULUI TEREN-INFRASTRUCTUR

4. OBTURAREA CONTACTULUI TEREN-INFRASTRUCTUR

4.1. Considerente de ansamblu

4.1.1. Obturarea contactului teren-infrastructur poate s se refere la:

a. reducerea porozitii unpluturii din jurul infrastructurii i umplerea golurilor existente;

b. transformarea zonei de contact ntr-un bloc monolit prin cimentarea umpluturii, umplerea golurilor cu un material compact;

c. mrirea prin cimentare a aderenei dintre faa exterioar a infrastructurii i materialul nconjurtor (ceea ce poate implica i o consolidare a prii exterioare a infrastructurii n cazurile n care ea s-a degradat n timp).

NOT: Adoptarea unei soluii bazate pe cimentarea pmntului, n contact cu talpa fundaiei poate constitui un mod de subzidire a tlpii, n vederea diminurii presiunii de contact cu terenul.

4.1.2. Pentru atingerea obiectivelor de mai sus se utilizeaz n mod curent:

a. materiale granulare naturale (pietriuri, nisipuri, pmnturi prfoase etc.) sau rezultate din deeuri (ca, de exemplu cenui, zguri etc. sub rezerva verificrii prealabile a absenei unor posibile efecte nocive, ca urmare a comportrii lor).

Ele se introduc uscat cu umiditate moderat sau sub forma de paste sau suspensii.

b. materiale care dau n final o mas compact, fie prin creterea consistenei, fie prin autoncrcarea (mortare i suspensii autontritoare stabile argil-ciment; bitum; paste pe baz de ciment-silicat de sodiu; fluide pentru mbinarea i cimentarea pmntului etc.).

Aceste materiale se introduc prin turnare, presare sau injectare.

4.2. Utilizarea materialelor granulare

4.2.1. Este de examinat stabilitatea n timp a materialului granular utilizat. n particular:

- n cazurile n care umplutura se va gsi ntr-un mediu chimic agresiv, mai ales cnd mediul este mprosptat prin cureni de fluid, sunt de evitat materiale cu granule de carbonai, n mediu acid; cu minerale argiloase, n medii bazice foarte concentrate;

- n cazul utilizrii umpluturilor din deeuri, este de examinat dac ele sunt mecanic stabile (nu se dezagreg la variaii de uscare-umezire) i chimice stabile (dac nu exist pericolul levigrii lor cu producere de soluii agresive pentru elementele de construcii i, mai general, pentru mediul nconjurtor, de ex. cu producere de soluii sulfatice.

4.2.2. Dac umplerea se face n uscat cu umiditate moderat, este de examinat n ce msurndesarea materialului introdus este suficient sau poate fi mbuntit prin compactare.

4.2.3. Dac materialele se introduc sub forma de past sau suspensii:

a. este de examinat n ce msur ele reuesc nu numai s umple golurile existente, dar s

a. este de examinat n ce msur ele reuesc nu numai s umple golurile existente, dar s penetreze i umplutura afnat;

b. adaptarea unei tehnologii umede de umplere este acceptabil numai dac, apa n exces nu este duntoare zonei respective i dac s-au luat n consideraie ce se va ntmpla cu apa n exces (dac este necesar i posibil evacuarea apei degajat din umplutura introdus; dac este necesar i posibil diminuarea umiditii remanente).

4.2.4. n toate cazurile n care umplerea se face prin turnare liber exist riscul unei rambleieri incomplete, al rmnerii de interspaii ntre umplutur i componentele infrastructurii.

De aceea este de examinat necesitatea completrii operaiei de umplere prin turnare liber, cu o injectare de material care s asigure att o ndesare a celui rambleiat liber, ct i obturarea spaiilor insuficient umplute.

4.3. Obturarea cu materiale compacte

4.3.1. Considerente de ansamblu

4.3.1.1. Obturarea cu materiale compacte poate s rezolve simultan i problema etanrii contactului teren-infrastructur, dac materialele introduse sunt apte s umple att golurile existente, ct i spaiile din umplutura afnat din zona de contact.

4.3.1.2. La alegerea materialului de umplere trebuie verificat ndeplinirea condiiilor:

- de aderena materialului introdus, fa de cele existente n zona de contact;

- de nfptuirea procesului de ntrire;

- de existena condiiilor de rezisten la procesele de uscare-umezire i de rezistena n mediu agresiv, n vederea asigurrii comportrii satisfctoare n timp a materialului introdus.

4.3.1.3. Tehnicile de introducere sunt cele menionate la pct. 4.1.2.

Dintre ele, cele bazate pe injectare justific o atenie special pentru c asigur o obturare cert, pentru c permit o mare flexibilitate n adaptarea la condiiile de amplasament i la natura spaiilor pe care trebuie s le obtureze; realizeaz monolitizarea materialului cu faa exterioar a infrastructurii.

4.3.2. Obturarea prin injectare

4.3.2.1. Tehnicile de injectare utilizate n prezent n lucrrile de construcii n Romnia i aplicabile la obturarea contactului teren-infrastructur includ:

a. injectarea prin obturator fixat n peretele de contact teren-infrastructur (fig. 11);

b. injectarea prin lance nfipt n teren; sau injectare prin tuburi cu manet (fig. 12).

O schi de amplasare posibil a injectrilor este prezentat n fig. 13.

c. injectarea combinat prin presiune i electroosmoz.

c. injectarea combinat prin presiune i electroosmoz.

4.3.2.2. Ptrunderea fluidului de injecie n spaiul de contact teren-infrastructur se produce prin (fig. 14):

a. ptrundere liber (sub greutatea proprie);

b. presarea i ndesarea umpluturii existente, fr s o penetreze;

c. penetrarea golurilor din umplutur i mbinarea fluidului injectat;

d. clacarea (fracturarea) umpluturii i formarea n masa ei a peliculelor de material ntrit, constituind o armare a acesteia.

Modul de ptrundere depinde esenial de natura umpluturii existente i de fluidul de injecie.

Exist fluide de injecie care au fost utilizate n Romnia i care pot penetra pmnturi cu permeabilitatea cobornd pn la 10-3-10-4cm/s (nisipuri fine, nisipuri prfoase, loessuri) i pn la 10-4- 5x10-5cm/s, dac se utilizeaz injectarea combinat prin presiune i electroosmoz.

Fluidele utilizate se grupeaz n urmtoarele categorii principale:

- suspensii stabile de ciment-argil;

- fluide pe baz de silicat de sodiu;

- fluide bazate pe rini sintetice;

- fluide bazate pe hidrocarburi, n principal de tipul bitumurilor.

n cadrul ghidului vor fi prezentate exclusiv fluidele pe baz de ciment-argil, deoarece sunt singurele care i-au gsit o larg aplicare n Romnia, cel puin n ultimii 5-10 ani.

Principalul impediment n utilizarea celorlalte l-a constituit costul ridicat al materialelor componente, la care, n cazul rinilor sintetice s-a adugat nocivitatea lor, iar la cele bazate pe hidrocarburi, dificultile tehnologice sau lipsa experienei de injectare n lucrrile de construcii.

4.3.2.3. Suspensiile pe baz de ciment-argil, preparate cu materiale disponibile n ara noastr pot penetra materiale granulare cu permeabilitatea peste 10-1cm/s, eventual peste 5x10-1 cm/s. Peste hotare se prepar suspensii similare, dar utiliznd cimenturi ultrafine, cu granule de 1-10 microni, i care sunt mult mai penetrante; momentan, astfel de cimenturi nu sunt disponibile din producia intern.

Suspensiile de ciment-argil au fost totui larg utilizate i pentru terenuri cu permeabiliti mai mici dect cele de mai sus i, n care penetrarea nu era posibil.

Larga lor utilizare se datoreaz:

- ptrunderii fluidului de injecie n pmnt, fr s mbibe porii pmntului, dar umplnd golurile mai mari, provocnd ndesarea lui sub presiunea fluidului i fracturarea pmntului cu pelicule de material ntrit (armarea pmntului);

de material ntrit (armarea pmntului);

- accesibiliti relative, ca posibilitate de procurare i cost;

- faptul c nu pun probleme n privina proteciei mediului;

- faptul c se obine un volum de ,,piatr" (material ntrit), practic egal cu cel al fluidului injectat;

- capacitii de realizare a unei monilitizri ntre piatra rezultat din ntrirea fluidului cu feele infrastructurii;

- tehnologiei de preparare i injectare, fr probleme dificile.

n situaii frecvente, suspensiile de ciment-argil umplu spaiile goale din zona contactului teren-infrastructur, preseaz i favorizeaz ndesarea umpluturilor existente, dar le i fractureaz, intercalnd n corpul lor pelicule de material ntrit.

4.3.3. Mortare i suspensii pe baz de ciment-aargil utilizabile pentru obturarea contactului teren-infrastructur

4.3.3.1. Tipurile de materiale pe baz de ciment argil utilizate pentru obturarea contactului teren-infrastructur cuprind:

- suspensii stabile de ciment-argil autontritoare;

- mortare de ciment-argil;

- betoane de ciment-argil (gel-beton).

Toate cele 3 categorii au ca element comun liantul format din ciment i argil.

Suspensiile au drept principali componeni apa, cimentul i argil, n proporii de natur s nu se produc separarea componenilor solizi din ap i, dup un anumit timp de la preparare, suspensia s se ntreasc, transformndu-se ntr-un volum de piatr apropiat de volumul suspensiei iniiale.

Mortarele de ciment-argil conin o cantitate de material grnular fin (pn la particule cel mult de dimensia nisipului) inert sau cvasi inert, amestecat cu un liant pe baz de ciment-argil, care asigur priza i ntrirea mortarului.

Betoanele de argil (gel-betonul) au o compoziie similar mortarului de ciment-argil, numai c agregatul solid este similar celui al betonului de ciment, putnd include i particule grosiere de dimensia pietriului.

Exist totui o deosebire important de alctuire ntre mortarul i betonul de argil: mortarul constituie un amestec de material granular i liant ntrit n care nu se distinge un schelet mineral; betonul este format dintr-un schelet mineral ai crui pori sunt umplui cu piatra rezultatdin liantul ciment-argil. Ca urmare, coninutul de material granular n betonul de ciment scorespund cel puin cantitii necesare strii de afnare maxime a materialului granular.

4.3.3.2. Componenii de baz ai materialelor de mai sus i constituie cimentul i argila.

4.3.3.2. Componenii de baz ai materialelor de mai sus i constituie cimentul i argila.

Cimentul asigur funcia de liant. Se folosesc att cimenturi obinuite ct i cimenturi speciale, cnd se impun caracteristici deosebite.

Argila are drept scop s menin particulele de ciment n suspensie pn la nceperea prizei iar dup ntrire s confere pietrei rezultate o permeabilitate ct mai redus i o mai mic rigiditate (o mai mare maleabilitate) dect liantul exclusiv pe baz de ciment.

Cerinele de mai sus impun utilizarea unor argile puternic hidrofile, capabile s ating un grad ridicat de dispersie n ap i s manifeste proprieti tixotropice (n stare de repaus suspensia de argil n ap s tind s se gelifice, dar s redevin fluid prin malaxare).

Argilele care ndeplinesc cerinele de mai sus conin predominant minerale argiloase n fraciunea granulometric ,,argila" (sub 5 microni) i sunt denumite n mod curent ,,argile bentonitice". Astfel de argile se procur de la cariere sau ntreprinderi specializate sub form de praf.

O consecin a acestei denumiri este generalizarea utilizrii denumirii ,,suspensii stabile de ciment-bentonit" pentru suspensiile cu proprietile amintite.

Este de menionat faptul c, pe teritoriul Romniei se gsesc argile cu caracteristici corespunztoare cerinelor expuse mai sus i care nu au fost identificate i clasificate drept ,,argile bentonitice", dar care pot fi utilizate cu succes ca atare.

n suspensiile de ciment-argil se adaug frecvent diveri aditivi pentru:

- intensificarea desfacerii n ap i mrirea hidrofilitii microagregatelor, incluznd granule argiloase;

- mrirea stabilitii suspensiei;

- accelerarea sau ntrzierea prizei suspensiei etc.

Unul dintre aditivii cei mai des utilizai l constituie soluia de silicat de sodiu (preferabil cu modul ct mai aproape sau peste 3).

Interaciunea dintre silicatul de sodiu i ciment sau argil are un caracter foarte complex i este profund influenat de dozajul componentelor suspensiei i al adaosului de silicat de sodiu.

n cele ce urmeaz se va face referin la dozaje, n care principala funcie a silicatului de sodiu este s constituie la o ct mai bun stabilitate a suspensiei.

4.3.3.3. Argilele bentonitice au o larg i divers utilizare industrial, n particular ele sunt utilizate pentru prepararea ,,noroaielor de foraj" ceea ce a fcut s fie elaborate criterii i tehnici de caracterizare a lor corespunztoare condiiilor uneori extrem de severe ntlnite n forajele de adncime.

Pentru noroaiele (suspensiile) bentonitice utilizate n lucrrile de construcii, inclusiv pentru cele destinate obturrii contactului teren-infrastructur, criteriile i tehnicile de caracterizare pot fi considerabil simplificate.

Astfel, caracteristicile uzual cerute i verificate sunt:

Astfel, caracteristicile uzual cerute i verificate sunt:

a. noroiul (suspensia) de bentonit n ap:

densitatea sub 1,06-1,08;vscozitatea ,,Marsch" de ordinul a 36-38 secunde;stabilitate n cilindrul de 1000 cmc de la 1 or peste 98% (eventual verificat i la 4 ore, cnd trebuie s fie superioar la 95%).

b. suspensia (noroiul) de ciment-bentonit:

densitate nedepind 1,15-1,20;vscozitate Marsch ntre 40-50 secunde;stabilitate similar celei pentru noroaiele bentonitice;nceperea prizei, nedepind 24-48 ore;rezistena la 7 zile de la preparare (pstrare n mediu umed) 100-200 kPa;rezistena la 28 zile de la preparare minimum 300 kPa.

Caracteristicile de mai sus sunt orientative. Ele pot avea mici variaii de la caz la caz, n funcie de cerinele concrete locale.

Suspensiile de ciment-bentonit se prepar ntr-o anumit ordine, dar asupra creia exist preri controversate.

Ordinea preconizat n prezentul ghid este:

- marcarea, sau cel puin malaxarea timp de 3-5 minute a argilei n ap (de preferat n malaxor cu ,,nalt turbulen", respectiv cu 1500-3000 rot/minut);

- adugarea cimentului i malaxarea timp de 3-5 minute ntr-un malaxor similar;

- adugarea cimentului i malaxarea timp de 3-5 minute ntr-un malaxor similar;

- adugarea silicatului de sodiu i o scurt malaxare;

- completarea necesarului de ap.

4.3.3.4. Dozajele utilizate se determin n funcie de obiectivul urmrit (cu luarea n considerare a caracteristicilor orientative de la punctul precedent).

Este important s se rein urmtoarele:

a. Caracteristicile materialelor utilizate la prepararea suspensiilor de ciment-bentonit sunt foarte variabile. Ele pot diferi chiar de la o livrare la alta, primit de la acelai furnizor. De aceea, NU este recomandabil stabilirea unor reete rigide. Reetele stabilite n prealabil pe baza anumitor condiii trebuiesc periodic verificate, total sau parial, cgiar de la arj la arj n cazurile cnd se constat o mare varietate a caracteristicilor materialelor utilizate.

b. n fiecare caz concret, la precizarea valorilor caracteristicilor de la pct. 4.3.3.3. este de avut n vedere:

- la 1 mc de suspensie coninutul specific de ciment este cu att mai mare, cu ct se dorete obinerea unei pietre ct mai rezistente. Dimpotriv, coninutul specific este cu att mai mic, cu ct se urmrete obinerea unei pietre ct mai puin permeabil i ct mai maleabil. Coninuturile uzuale sunt cuprinse ntre limitele minime de 100-150 kg. ciment/mc suspensie de 350-400 kg/mc;

- coninutul specific de bentonit variaz n limite i mai largi din, dou motive:

caracteristicile argilelor bentonitice posibil de obinut de la furnizorii interni sunt extrem de diferite de la un furnizar la altul i chiar de la acelai furnizor de la o livrare la alta;cnd rolul argilei bentonitice este predominant asigurarea stabilitii suspensiei, dozajul se reduce la sub 50 kg/mc, iar permeabilitatea pietrei rezult uzual sub 10-6 cm/s (de avut n vedere c permeabilitatea probelor de suspensie ntrit constituie numai o valoare de orientare;permeabilitatea masivului de material ntrit sau al celui de umplutur monolitizat este decisiv determinat de starea de ansamblu a volumului ntrit i, n general, nu se conteaz pe permeabiliti de ansamblu 10-5-10-6 cm/s);cnd rezistena pietrei prezint un interes secundar fa de rolul de etanare i costul cimentului este superior celui al bentonitei, dozajul acesteia din urm poate crete mult, depind 100-150 kg/mc.

- dozajul uzual de soluie de silicat de sodiu (cu densitatea maxim livrat de fabric, de obicei peste 1,35) este de 5-15 l/mc suspensie ciment-bentonit;

peste 1,35) este de 5-15 l/mc suspensie ciment-bentonit;

- dac posibilitile locale de procurare ofer adaosuri posibile de filler semiactiv - de exemplu cenui sau argile cu caracteristici favorabile, dozajele locale pot fi corectate n sensul nlocuirii pariale a cimentului cu filler semiactiv, a betonitei cu argila local, dup o prealabil macerare i malaxare. Valabilitatea unei astfel de substituiri se verific prin caracteristicile de la pct. 4.3.3.3.

c. caracteristicile iniiale de densitate i vscozitate se regleaz uzual, n funcie de condiiile locale de preparare i injectare a suspensiei, de capacitatea ei de penetrare n teren.

4.3.3.5. Suspensiile stabile autontritoare de ciment-bentonit, pentru care sunt necesare dou tipuri de ncercri:

- preliminare, pentru definirea bentonitei din cariera de unde se procur pe de o parte, precum i a proprietilor reologice ale noroiului i a suspensiei ciment-bentonit, pe de alt parte;

- curente, ntimpul execuiei.

Suspensiile stabile autontritoare de ciment-bentonit se utilizeaz la:

a. umpleri de goluri, realizarea de ecrane sau perei ngropai (deci la obinerea unor masive de piatr, rezultat din ntrirea suspensiei);

b. monolitizarea umpluturilor.

Introducerea n zona de contact teren-infrastructur a suspensiei se poate face prin introducerea fr presiune (turnare), presare, injectare.

4.3.3.6. Mortarele de ciment-argil se prepar prin malaxarea componentei minerale cu suspensie de ciment-bentonit (preparat separat sau adugnd componentele ei n malaxor, dup introducerea materialului granular i n ordinea indicat pentru prepararea suspensiei).

Dozajul de material granular este uzual, de ordinul sutelor de kilograme, nedepind 1000-1200 kg/mc mortar.

O influen esenial asupra dozajului o are lucrabilitatea i condiiile de introducere a mortarului n spaiul contactului teren-infrastructur.

Greutile unitare uzuale pentru un astfel de mortar sunt de 1500-1800 kg/mc.

4.3.3.7. Betonul de ciment-argil (gel-betonul) se prepar similar mortarului, dar cu un dozaj corespunztor de agregate, incluznd granule mari (similar betonului).

Greutile unitare uzuale ajung la 2000-2200 kg/mc.

4.3.3.8. Suspensii stabile de ciment-bentonit spumate.

n situaiile n care obturarea interspaului teren-infrastructur necesit volume mari de material, poate prezenta interes utilizarea suspensiilor spumate de ciment-bentonit. Ele includ bule de aer de dimensiuni submilimetrice, sau de maximum 1,2 mm, ceea ce poate conduce la o economie substanial la materiale.

economie substanial la materiale.

Peste hotare s-au pus la punct i s-au utilizat n practic astfel de suspensii, obinute prin introducerea n suspensia obinuit de ciment-bentonit a unor spumani, reprezentnd diverse tipuri de substane superficial active sau pe baz de praf de aluminiu.

Studii efectuate n Romnia au evideniat posibilitatea obinerii de suspensii stabile spumate de ciment-bentonit prin utilizarea unei substane superficial active fabricate pe baz de ceratin din deeurile de la abatoare (denumire comercial ,, Spumogen", utilizat, n particular de ctre pompieri i fabricat de ntreprinderea Chimic Mreti).

Spumogenul se utilizeaz n proporie de 1-2% din cantitatea de ap, rezultnd un consum de aprox. 6-8 l spumogen la 1 mc de fluid spumat necesar injectrii.

Studiile au evideniat un efect de spumare (mrire de volum) de 40-100%, rezultnd un material ntrit cu greuti unitare de 0,60-1,10 t/mc (fa de cca. 1,50 t/mc fr spumare), echivalent cu economii de ciment de 25-60%.

Prepararea suspensiilor spumate nu necesit un utilaj special.

Malaxoarele uzuale folosite la prepararea suspensiilor asigur spumarea amestecului. Un efect satisfctor de omogenizare a amestecului, dup introducerea spumantului se poate obine fie cu turaii de malaxare ct mai mari, fie prin amestecare de ordinul a 5'.

n cazul cnd injectarea suspensiei spumate se face sub ap, este de luat n considerare eventualitatea intrrii ei n plutire.

4.3.3.9. n vederea folosirii n practic a materialelor menionate se fac urmtoarele precizri:

a. piatra rezultat din noroiul autontritor sau din derivatele lui (mortar sau beton, avnd ca liant noroiul autontritor) se comport bine cnd este conservat n ap sau aer umed, neavnd variaii de greutate sau volum semnificative; prin pstrare n aer (n condiii favorabile uscrii) pierde n greutate i sufer contracii care pot depi 20%.

b. noroiul autontritor simplu poate fi introdus n teren prin injectare, pompare sau turnare; mortarul i betonul pe baz de noroi autontritor numai prin pompare sau turnare. n cazul mortarelor i betoanelor, mai ales a celor turnate pot interveni neomogeniti ale pietrei datorit segregrii.

c. cnd este posibil uscarea ei, contracia pietrei rezultate din noroi autontritor sau derivate ale lui (mortar sau beton) este de luat n considerare stabilizarea ei prin armare, fie discret (de ex. cu plase din fibre de sticl, geogrile etc.), fie continu (prin ncorporarea n fluidul compozit de fragmente de fibr).

d. att pentru noroaiele autontritoare (i derivatele lui), ct i pentru pmnturile stabilizate utilizate, pentru obturarea sau etanarea contactului teren-infrastructur sunt de luat n considerare adaosuri de cenui (cu sau fr reducerea dozajului de ciment) sau de filler.

4.3.4. Mortare cu ntrire rapid pe baz de liant ciment-silicat de sodiu

Amestecul cimentului cu soluia de silicat de sodiu are efecte de cert interes aplicativ, dar care sunt dependente de dozajul celor dou substane.

sunt dependente de dozajul celor dou substane.

ncepnd cu o cantitate dat de ciment n suspensie apoas i adugnd treptat cantiti crescnde de soluie de silicat de sodiu se parcurg urmtoarele etape:

a. amestec incomplet (neomogen), trecnd, cu mrirea cantitii de soluie de silicat de sodiu, ntr-o suspensie instabil de ciment;

b. suspensie stabil de ciment cu nceputul i sfritul prizei n 24-48 ore, rezultnd o piatr cu R7depind 1000-2000 kPa;

c. pasta format n decursul a 1-2 minute dup adugarea soluiei de silicat de sodiu i care se ntrete n decursul mai multor ore, rezultnd o piatr de rezistene sutelor de kPa.

d. dup decantarea cimentului din soluia de silicat de sodiu, fluidul gelific n ntregime volumul.

Din punctul de vedere al rambleierii unor caverne poate fi util un mortar pregtit pe baza amestecurilor corespunztoare etapelor ,,b" i ,,c" deoarece:

- asigur o priz rapid;

- poate fi excavat i nlturat cu uurin.

n consecin, poate constitui fie o soluie definitiv, fie o soluie temporar pentru o intervenie urgent.

Astfel de materiale au fost i sunt studiate i utilizate n practic peste hotare.

Un studiu similar s-a efectuat i n Romnia, cu ciment i silicat de sodiu de producie intern, ajungndu-se la rezultate concludente de laborator, dar numai la o singur utilizare izolat la scar mondial de aceea, nghid se semnaleaz numai existena unor astfel de soluii i se dau cteva indicaii orientative rezultate din studiul amintit:

- amestecuri formate din suspensie ciment/ap = 0,5 i cantiti de soluie de silicat de sodiu cu modul 3 i densitate 1,25, cuprinse ntre 0,5-10 l soluie de silicat de sodiu la 1 kg ciment au fcut priza mai puin de 20', cu un minim de 3-4' la cantiti de soluie de silicat de sodiu de 2-5 l/kg ciment.

- mortare pregtite cu suspensie C/A 0,5, soluie de silicat de sodiu cu parametrii de mai sus n cantitate de 0,3 l/kg ciment i nisip/ciment = 1-2 au prezentat densiti 1,45-1,55; consum de ciment 300 kg/mc priza n limita a 24 ore; R1 zi = 250 kPa, R7 zi = 800 kPa.

[top]

5. ETANSAREA CONTACTULUI TEREN-INFRASTRUCTURA

5.1. Etanarea contactului teren-infrastructur poate s urmreasc:

5.1. Etanarea contactului teren-infrastructur poate s urmreasc:

- impermeabilitatea terenului n zona de contact;

- etanarea feei exterioare a infrastructurii;

- etanarea feei interioare a infrastructurii;

- o combinaie a celor de mai sus.

Soluiile uzuale de rezolvare fac parte din categoriile de mai jos:

- efectul implicit de impermeabilitate, obinut prin monolitizarea zonei de contact (cf. pct. 4.3);

- metodele uzuale de etanare a suprafeelor de zidrie sau beton i care presupun o supraat uscat la execuie;

- utilizarea noilor materiale aplicabile pe suprafee umede de beton sau mortar de ciment i capabile s le etaneze sau chiar s blocheze afluxul concentrat de fluid;

- cptuirea interiorului infrastructurii cu un ecran cu strat drenant n spate (i care implic un dispozitiv de evacuare a apei colectoare).

O condiie determinant n alegerea uneia sau alteia dintre soluii o constituie accesul la feele infrastructurii.

5.2. Materialele de etanare aplicabile pe beton umed sunt nc de dat recent n Romnia. ns la ora actual sunt menionate mai multe aplicri eficiente. Ele nu au fcut ns obiectul unor publicaii sau dezbateri publice, pn se va ajunge la o mai ampl experien n utilizarea lor, pn la confirmarea eficienei lor printr-o dezbatere public ntre specialiti, este recomandabil un minim de circumspecie i o aplicare atent i treptat de fiecare specialist interesat, astfel nct s ajung s se conving singur de veridicitatea afirmaiilor care nsoesc fiecare produs.

Caracteristicile, modul i domeniul de aplicare al materialelor menionate fac obiectul prezentrii fiecruia dintre ele i constituie un brevet.

n consecin nu se justific reluarea lor ntr-un ghid.

n msura n care, aceste prezentri sunt corectee, interesul aplicrii lor decurge din mai multe aspecte:

- nu numai c ele sunt aplicabile pe suprafaa de beton umed, dar existena acestei umiditi este o condiie pentru eficiena tratrii;

- aderena lor de beton este foarte bun, explicabil i prin faptul c substanele componente ptrund n porii betonului i reacioneaz cu cimentul, genernd un strat impermeabil fcnd corp comun cu masa betonului;

- aplicarea acestor produse nu necesit operaii dificile; ele includ: nivelarea suprafeei; aplicarea prin pensulare sau stropire a produsului respectiv; eventuala repetare de mai multe ori, la intervale de timp, n general, scurte (ore sau zile);

intervale de timp, n general, scurte (ore sau zile);

- se afirm c produsele respective nu sunt nocive la manipulare i nu constituie o surs de poluare a mediului;

- pe lng substanele utilizabile pentru peliculizarea betonului, se ofer produse sub form de mastic sau pentru prepararea de masticuri i care sunt capabile s blocheze jeturi de lichid, chiar ample i sub presiune ridicat sau s colmateze fisurile i crpturile betonului.

Aspectele amintite sunt de cert interes nu numai prin eficiena lor declarat, dar i prin faptul c permit aplicarea din interiorul infrastructurii, deci la vedere, n condiii relativ comode, mai ales n raport cu dificultile de acces n cazul n care se recurge la decopertarea feei exterioare a infrastructurii.

Rmne totui de remarcat faptul c, umiditatea betonului (sau zidriei acoperit cu stratul de mortar de ciment necesar aplicrii produselor amintite) se menine. n situaiile n care se cere oprirea extinderii umezirii n pereii infrastructurii, este necesar o operaie de blocare a ei n corpul pereilor.

5.3. Toate soluiile bazate pe etanarea contactului infrastructurii cu terenul, fr un drenaj protector, trebuie s ia n consideraie presiunea apei subterane asupra suprafeelor etanate. Ca aspecte particulare:

- suprafeele orizontale de contact vor prelua presiunea ascensional, putnd provoca dislocarea plcilor sau fracturarea planeelor, existnd de asemenea pericolul, pe lng al inundrii, al erupiei de material din teren i formrii de goluri;

- preluarea acestor presiuni (pe suprafeele orizontale sau orientate oricum altfel) trebuie realizat prin ancoraje n teren sau prin rigidizri interioare infrastructurii (fig. 15);

- n cazurile n care lestarea suprafeelor supuse subpresiunilor

este posibil, o soluie poate consta din ngroarea planeelor (cu asigurarea unei bune monolitizri pe contur cu structura construciei);

- soluiile constnd din monolitizarea (de ex. prin injectare) materialelor prezentate n zona de contact teren-infrastructur, reduce sau poate chiar s elimine pericolul reprezentat de presiunea apei dup etanare.

De remarcat c injectarea pentru monolitizarea contactului bazei infrastructurii cu terenul are un efect similar lestrii planeului;

- subpresiunea apei subterane poate provoca intrarea n plutire a construciei. Deoarece trebuie comparat greutatea construciei cu mrimea subpresiunii.

De avut n vedere urmtorul detaliu: o lesare suplimentar se poate obine, de exemplu, prin amplasarea n interiorul infrastructurii a unor instalaii grele, de ex. maini grele amplasate pe blocuri de beton, ceea ce mrete coeficientul de siguran la plutire.

Dac ns subpresiunea pericliteaz sigurana planeului, instalarea lestului reduce pericolul de intrare n plutire, dar menine pe cel de rupere hidraulic al planeului.

intrare n plutire, dar menine pe cel de rupere hidraulic al planeului.

[top]

6. REDUCEREA UMIDITATII SAU DRENAREA UMPLUTURII DIN ZONA DE CONTACT TEREN-INFRASTRUCTURA

6.1. Existena unui surplus de umiditate n umplutura din zona de contact teren-infrastructur va fi considerat n ghid ca un caz de excepie. Ea poate s fie prezentat dinaintea interveniei asupra zonei de contact sau s fie provocat de aceast intervenie n cazul n care se recurge la o ramblere umed cu material granular, necoeziv sau coeziv.

6.2. Dificultile de acces n zona de contact teren-infrastructur fac recomandabil luarea unor msuri prealabile rambleierii, cazurile n care se prevede necesitatea reducerii umiditii sau drenrii ulterioare:

a. msuri prealabile nu apar necesare cnd rambleierea se face cu material grosier (pietri, nisip mare etc.) capabil s cedeze rapid apa; cel mult de prevzut o bae de colectare ntr-un punct mai cobort i la care s aib acces sorbul unei pompe;

b. dac se rambleaz un material mai fin necoeziv (de ex. nisip fin, nisip prfos, cenue etc.), deci care cedeaz apa mai lent i este i erodabil, este de recomandat o baz de evacuare, ca la pct. ,,a", dar amenajat astfel nct s evite antrenarea materialului din umplutur (deci o baz protejat cu material granular filtrant sau cu geotextil);

c. dac se rambleiaz cu un material coeziv (de ex. cu loess sau praf argilos etc.) apare oportun depunerea unui strat granular filtrant, protejat cu filtru invers sau cu geotextil i n care s se instaleze baza de evacuare. Rambleierea cu material coeziv s se fac peste acest strat pregtitor.

6.3. Cnd nu au fost posibile sau nu s-au luat msurile prealabile sugerate la pct. 6.2 i totui se impune reducerea umiditii i drenarea forat a umpluturii sunt de luat n consideraie cteva soluii:

a. extragerea excesului de ap cu ajutorul unui material adsorbant, cum este varul nestins anhidru (teoretic, raportul ntre greutatea apei adsorbite i greutatea varului nestins anhidru este de 0,32).

Operaia presupune realizarea unor ,,piloi" de var care s adsoarb apa din umplutur. n acest scop trebuie introdui n umplutur tuburi, care se extrag dup umplerea lor cu var nestins.

Pentru obinerea unor ,,piloi" cu o oarecare rigiditate, cei exclusiv din var pot fi intercalai cu ,,piloi" umplui cu un amestec de var nestins i ciment sau pmnt stabilizat cu ciment (de exemplu n proporie, n greutate de 1/1) i cu unii, n care s se introduc pe lng amestecul de var i ciment, pietri sau piatr spart.

Orientativ raportul ntre suprafaa de umplutur tratat i seciunea ,,piloilor" iar fi necesar s reprezinte 5/10/

b. drenarea electroosmotic, ceea ce presupune nfingerea n umplutur a unor tuburi metalice

b. drenarea electroosmotic, ceea ce presupune nfingerea n umplutur a unor tuburi metalice perforate, servind drept electrozi i care s fie conectai la o surs de curent electric continuu (de exemplu la un convertizor de sudur, capabil s asigure o tensiune de 30-40 V). Electrozii trebuie instalai ntr-o reea cu ochiurile de 0,8-1,0 m i conectai, unii la anodul sursei, ceilali lacatod.

Trecerea curentului electric este recomandabil s se efectueze n etape de 10-20 ore, dup fiecare etap schimbndu-se sensul curentului (anozii s devin catozi i reciproc). Rmne problema ndeprtrii apei colectate la catozi.

Sub acest aspect, este preferabil ca electrozii s fie constituii din filtre metalice subiri (aciculare), conectai la o instalaie de absorbia apei.

c. accelerarea consolidrii umpluturii prin nfingerea de benzi drenante de tipul celor de geotextil, cu sau fr smbure canelat. n acest caz un strat filtrant colector este necesar la suprafaa umpluturii, n care s debiteze benzile drenante I de unde, dintr-un punct de colectare, apa s fie evacuat.

Principala dificultate care trebuie depit n vederea aplicrii unei astfel de soluii o constituie nfingerea benzilor drenante, deoarece este puin probabil s se poat recurge la instalaiile uzuale de nfingere. Este deci de imaginat i realizat un dispozitiv ad-hoc de nfingere.

[top]

7. INDICATII PRIVIND NTOCMIREA PROIECTULUI DE REMEDIERI7.1. Proiectul de aplicare a soluiilor de obturare sau/i etanare a contactului teren-infrastructurse ntocmete pe baza urmtoarelor materiale:

a. rezultatele studiilor geotehnice i hidrologice asupra amplasamentului;

b. date asupra construciilor sau lucrrilor existente sau proiectare pe amplasament sau vecintate;

c. rezultatele unor ncercri speciale de laborator pentru selectarea materialelor, reelelor i metodelor aplicabile n cazul pmnturilor din amplasamentul respectiv;

d. rezultatele unor sondaje geotehnice suplimentare necesare identificrii deficienelor existente i stabilirii dimensiunilor ct mai exacte ale acestora.

7.2. n cazul n care studiile geotehnice executate anterior pe, sau n vecintatea amplasamentului nu se mai gsesc sau sunt incomplete, se vor efectua altele noi sau suplimentare.

7.3. Datele asupra construciilor constau n planurile de execuie sau releveele fundaiilor sau a amenajrilor, descrierea sistemului constructiv adoptat, presiunile de cacul sau cele efective transmise de fundaii pe teren, precum i orice alte indicaii, care pot aduce precizri n aplicarea metodei.

7.4. ncercrile speciale de laborator se stabilesc n funcie de deficienele existente (cap. 2), n baza datelor preliminare prin care s-a stabilit necesitatea obturrii i/sau etanrii i potrivit, metodei stabilit pentru remediere, i pot consta din (de la caz a caz):

metodei stabilit pentru remediere, i pot consta din (de la caz a caz):

- prepararea de probe n laborator cu materialele, reetele i metodele preconizate pentru remedierea deficienelor;

- realizarea de msuri i ncercri fizico-mecanice pentru stabilirea caracteristicilor de rezisten i deformaie ale materialelor i eantioanelor folosite;

- realizarea de ncercri de permeabilitate;

- realizarea de metode n laborator pentru simularea condiiilor de teren (comportarea la presiune a apei, la aciunea hidrodinamic a apei, comportarea n timp, n medii agresive etc.).

7.5. Sondajele geotehnice suplimentare pot fi:

- penetrrii statice sau dinamice;

- foraje geotehnice;

- sondaje deschise;

- dezveliri de fundaii;

- strpungeri de pardoseli, infrastructurii etc.

7.6. n principiu, proiectul lucrrii de remediere este alctuit din urmtoarele elemente:

a. planul i seciunile caracteristice ale volumului de masiv care trebuie consolidat, n funcie de dimensiunile construciei, mrimea i amploarea deficienelor;

b. modul de distribuie n plan a punctelor de tratare (consolidare, turnare, pompare, injectare), adncimea de tratare, specificarea treptelor de tratare;

c. calculul cantitilor de materiale, soluii, substane pe tipuri de reete; deoarece calculul cantitilor de materiale este estimativ, cantitile pot varia n funcie de situaiile concrete din teren;

d. specificarea utilajelor necesare;

e. caclul duratei lucrrilor repartizate pe operaiuni, precum i precizarea succesiunii operaiunilor;

f. precizarea condiiilor tehnice pe care trebuie s le ndeplineasc terenul dup consolidare; rezistene mecanice, rezistena la aciunea apei, permeabilitate, tasare prin umezire etc.;

g. date generale asupra organizrii antierului, lucrrilor auxiliare, a celor specifice pe timp de iarn etc.;

h. devizul lucrrilor;

i. planul calendaristic de execuie a lucrrilor;

j. instruciuni de exploatare.

j. instruciuni de exploatare.

7.7. Toate elementele de la punctele d; e; f i g de mai sus vor fi cuprinse n cadrul Caietului de sarcini care va conine i Fia tehnologic de execuie a lucrrilor de remediere, precum i ncercrile de verificare a calitii lucrrilor att pe parcursul execuiei, ct i final n vederea recepiei.

7.8. Instruciunile de exploatare de la pct. 7.6.j. vor conine:

- modul de urmrire a comportrii n timp a construciilor dup remediere (prin reperi de urmrire a deformaiilor, puuri piezometrice, urmrirea vizual periodic etc.);

- aciunile pe care trebuie s le ntreprind beneficiarul n cazul depirii limitelor de deformaie sau apariiei unor semne noi de degradare a construciei.

7.9. Pe parcursul execuiei lucrrilor de obturare i/sau etanare a contactului teren-infrastructur, proiectantul va rezolva prin ,,note de antier" orice neconcordan dintre situaia de pe teren i cea avut n vedere la proiectare.

7.10. Este recomandabil ca naintea proiectrii detaliilor de execuie s se nominalizeze unitatea de execuie, cu care s se colaboreze la cercetarea condiiilor geotehnice de fundare, stabilirea reetelor, tehnologiilor perioadelor de lucru i metodelor de verificare a lucrrilor pe faze.

De asemenea se recomand realizarea investigaiilor de laborator, precum i verificarea soluiilor pe modele.

[top]

8. INDICATII PRIVIND EXECUTAREA LUCRARILOR DE REMEDIERI

8.1. Executarea lucrrilor de obturare i/sau etanare a contactului teren-infrastructur se va face de ctre uniti specializate, avnd experien i dotarea corespunztoare.

8.2. n funcie de procedeul de remediere stabilit prin proiect se vor asigura utilajele i instalaiile necesare, n stare de funcionare la parametrii cerui. Acestea pot fi, de la caz la caz:

- utilaje i scule excavare;

- instalaii de forare;

- instalaii de nfingere-extragere injectori;

- instalaii pentru prepararea amestecurilor (dozatoare, malaxoare, agitatoare);

- instalaii de introducere n pmnt a amestecurilor sau de peliculizare a infrastructurilor decopertate i curate corespunztor (pompe de injecie), pompe de turnare, recipieni de presiune, reductori pentru substane gazoase etc.;

- surse de ap, curent electric, tablouri de comand etc.;

- surse de ap, curent electric, tablouri de comand etc.;

- echipamente speciale (obturatoare, tuburi cu manet, evi-injector etc.).

8.3. Pentru lucrrile de injectare se vor consulta i respecta dup caz prevederile din ,,Instruciuni tehnice pentru consolidarea pmnturilor sensibile la umezire i a nisipurilor prin silicatizare i electrosilicatizare", inclusiv C 168-80.

8.4. Pentru lucrrile de pompare i turnare se vor consulta i respecta prevederile din ,,Instruciuni tehnice pentru proiectarea i executarea baretelor pentru fundarea construciilor" P 106/1985 i ,,Normativ pentru executarea lucrrilor din beton i beton armat" C 140/1986.

8.5. Materialele necesare vor fi aprovizionate n funcie de volumul lucrrilor i de perioada de realizare a acestora. La nceperea lucrrilor se vor stabili:

- cantitile necesare pentru fiecare amplasament;

- perioada de aprovizionare;

- modul de transport i aprovizionare;

- locul de depozitare.

8.6. Depozitarea materialelor se face n magazii sau depozite acoperite i n funcie de instruciunile furnizarului.

8.7. n funcie de volumul de lucrri pentru prepararea amestecurilor se va folosi fie ,,Procedeul amestecrii pe loc", fie ,,Procedeul amestecrii n staii fixe", conform ,,Instruciunilor tehnice pentru folosirea pmnturilor stabilizate la lucrrile de fundaii", indicativ C 196-1986.

8.8. Se va respecta cu strictee intervalul de timp de la prepararea amestecului (soluiei) pn la punerea n lucrare, stabilit prin proiect.

8.9. Pentru fiecare punct de tratare se vor recolta minim 3 epruvete din amestecul introdus n pmnt, care se vor pstra n atmosfer umed i se vor ncerca la compresiune, la minim 28 zile de la punerea n oper.

8.10. nregistrarea operaiunilor se va face pentru fiecare punct de tratare pe formulare ntocmite naintea nceperii lucrrilor, dup modelele din Instruciunile 168-80 sau Normativul C 29-85, dup caz.

8.11. Conducerea lucrrilor de obturare i/sau etanare a contactului teren-infrastructur va fi ncredinat unui cadru competent, cu experien n acest gen de lucrri.

[top]

9. VERIFICAREA CALITATII LUCRARILOR SI URMARIREA COMPORTARII N TIMP

COMPORTARII N TIMP 9.1. Verificarea lucrrilor de remediere (obturare i/sau etanare) se face att pe parcursul execuiei fiecrui punct de tratare, ct i n final, n vederea recepiei lor ca lucrri ascunse.

9.2. Verificarea lucrrilor se face de ctre personal atestat aparinnd unei instituii, laborator, agent economic etc., conform ,,Normei metodologice privind autorizarea laboratoarelor de ncercri n construcii" - din Buletinul Construciilor nr. 1/1989 autorizat pentru profilul Geotehnic i teren de fundare (GTF).

9.3. Verificarea pe parcursul execuiei

Verificarea pe parcursul execuiei const n verificarea periodic (cel puin zilnic) a tehnologiei de execuie, reetelor amestecurilor i a corectitudinii nregistrrii operaiunilor menionate la pct. 8.10.

9.4. Verificri n vederea recepiei

Verificarea final n vederea recepiei se face n funcie de tipul de lucrare, prin metodele indicate n proiect i care pot fi:

- metoda sondajelor de penetrare static sau dinamic;

- metoda msurtorilor radiometrice;

- metoda forajelor cu prelevare de probe netulburate;

- metoda forajelor piezometrice;

- metode seismice.

Rezultatele obinute prin una sau mai multe din metodele de mai sus se compar cu cele avute n vedere la proiectare i se stabilete ncadrarea sau nu n abaterile admise prin proiect, de ctre comisia de recepie. Aceast comisie recepioneaz lucrarea i stabilete lucrri suplimentare, dup caz, cu termene i verificri suplimentare.

9.5. Cu ocazia recepiei se verific i existena reperilor de deformaie n punctele stabilite prin proiect, la care se fac msurtori trimestriale, cel puin timp de un an, pentru urmrirea comportrii n timp.

[top]

10. MASURI DE PROTECTIE A MUNCII

10.1. La executarea lucrrilor se vor respecta prevederile generale i cele specifice din normativele republicane de protecia muncii n lucrrile de construcii-montaj.

10.2. La executarea lucrrilor de obturare i/sau etanare a contactului teren-infrastructur a construciilor se vor respecta prevederile din:

construciilor se vor respecta prevederile din:

- Norme republicane de protecia muncii aprobate de Ministerul Sntii i Ministerul Muncii cu ordinul nr. 60 i 34/1975, inclusiv modificrile aduse prin Ord. 110/1977 al M.M. i 39/1977 al M.S.

- Normele de protecia muncii n activitatea de construcii-montaj aprobate de M.C.Ind. cu ord. nr. 1233/D din 29.12.1980.

- Legea 90/1996 (aplicabil din 21.09.1966).

10.3. Datorit specificului muncii cu utilajele speciale i substanele chimice necesare diferitelor tipuri de tratare se vor completa prevederile menionate de la caz la caz, cu prevederi suplimentare referitoare la: substane agresive, inflamabile, aer comprimat, instalaii electrice i hidraulice, lucrri de terasamente etc. Se va stabili i instructajul necesar, precum i mijloacele de intervenie n caz de accident.

[top]