Barajul de la Austin, Pennsylvania, Statele Unite ale Americii

Barajul de la Austin, Pennsylvania, Statele Unite ale Americii5

Complexitatea cauzelor care conduc la prbuiri- Materiale de constructii -Curs :Impactul dezastrelor n proiectarea construciilorStud. Arh : Vutescu Lavinia grupa 41 iData:07.02.2012

Cldirile, ca toate structurile, sunt concepute pentru a sprijini anumite sarcini, fr a se deforma excesiv. Sarcinile sunt ponderile de oameni i obiecte, greutatea de ploaie i zpad i presiunea vntului i sarcina de la cladirea in sine. Eecul structural se refer la pierderea capacitii de ncrcare-contabil a unei componente sau a unui membru n cadrul unei structuri sau a structurii n sine. Eecul structural este iniiat atunci cnd materialul este subliniat la limita puterii sale, cauznd astfel fractura sau deformri excesive. ntr-un sistem bine conceput, un eec localizat nu ar trebui s provoace colapsul imediat sau chiar progresiv a ntregii structuri.Eecul final este una dintre limitele care trebuie s fie contabilizate n ingineria structural i cea de proiectare structural.Cauzele prabusirilor de cladiri pot fi clasificate la poziiile generale pentru a facilita analiza : - Proiectare deficienta - Defecte de constructii - Nerespectare fundatiei - Incarcaturi extraordinare - Moduri neateptate de defectare - Hazarde naturale - Materiale

Materiale de constructie

Pentru un proiect de succes, design-ul, materialele, i construcia trebuie s fie satisfctoare Proiectul trebuie conceput ca un lan de legtur, guvernat de cea mai slab verig. Un design, cu materiale de calitate poate deveni un eec n cazul n care construcia este slab. de asemenea, slaba selecie materiale poate reduce sigurana sau durabilitatea unui proiect.Exist o diferenta ntre materiale, care sunt amenajate n starea final (ex) oel i lemn, precum i cele care n esen, fabricate pe santier - (ex) beton, zidrie i asfalt. pentru fabricarea materialelor de pe santier, inginerul poate s poarte o responsabilitate mult mai mare pentru a se asigura c testele sunt efectuate i interpretate corect. Adesea este necesar de a accepta sau a respinge materiale pe baza informaiilor de testare limitate.Materialele noi, cum ar fi cele de reparaii rapide de stabilire, armate cu fibre de polimeri, i epoxidice, sunt tot mai folosite. Avantajele de construcie pot include concentratia mai mare sau rigiditate sau viteza crescuta de construcie. Cu toate acestea, pot exista dezavantaje pe termen lung la utilizarea materialelor, i unele dintre ele nu poate fi cunoscute pn ce nu au fost n serviciu de muli ani. Pentru materialele noi, productorii pot folosi protocoale diferite de testare pentru proprieti-cheie, cum ar fi o rezisten la fluaj de cracare, ceea ce face dificila comparatia de produse de inginerie caracteristice.

Esecul Barajului Austin

Calitatea de construcie de beton este important, n special n sezonul rece. Esecul barajului Austin, Pennsylvania de la 30 septembrie 1911 este unul dintre cunoscutele cele mai cunoscute cazuri.

Baraj de construcii Firma Bayless Pulp and Paper Mill decide nlocuirea barajui mai mic cu un baraj mai mare in 1909 pentru a crete producia. Constructia noua a fost un baraj de greutate, destinat s frneze apa de masa si frecarea fundaie. Constrngerile de cost i de timp au dus la presiuni pentru a finaliza barajul nainte de venirea iernii. Barajul a blocat Freeman Run Valea i a masurat 161 m lungime, la baza i 166 m la creasta. Barajul a fost ridicat la 15 m la deversor, 9,8 m grosime la baza, si 0.76 m grosime de la creasta. Rezervorul a fost umplut pe jumtate din vale i a fost proiectat pentru a organiza 750000 m3 de ap.Barajul a fost construit din 12200 m3 de beton, .constat din Boulder, bucati de roca , legate cu ciment conventional i beton. Tijele rsucite din oel de 32 mm n diametru i 7.6 m lungime, au fost distanate de 0,8 m n afar pentru a consolida barajul. S-a umplut cu pmnt 8.2 m nlime i nclinat 3 orizontale la 1 vertical a fost trecut mpotriva faa amonte de baraj.Fundaia barajului a fost piatra vaii, care const din straturi subiri de isturi ntre straturi nguste de nisip. Aproximativ 6000 m3 de pmnt a fost excavat de la fundaie, i de la suprafata rocii de baz, i bonturile au fost tiate de asemenea 6.1 m n roca de baz.Barajul nu a fost nc finalizat pana in iarna respectiva, i lucrarile la construcie au accelerat, greseala fiind aducerea betonului la temperaturi sub punctul de nghe. La 1 decembrie 1909, atunci cnd baraj afost finalizat, o fisura mare s-a produs in constructie, fragmentand unii dintre bolovanii ciclopici. O alta fisur s-a produs o lun mai tarziu. Barajul gol, i nu cu soluii vizibile de fundaie, s-a descoperit cauza : contractia de beton.

Primele semne ale dezastrului

Rezervorul barajului a fost completat n termen de aproximativ ase sptmni de la ncheierea lucrarilor. In data de 17 ianuarie 1910 o combinaie de ploaie i de topirea zapezilor cauzate de temperaturile calde au cauzat inundatii peste deversor. Astfel s-au format infiltraii grele lng piciorul barajului i au fost observate fisuri pe faa de deversare a barajului . Pentru a reduce cantitatea din rezervor, compania a folosit dinamita in dou etape. n creasta barajului. Au fost facute reparatii superficiale cnd nivelul apei a sczut, iar apoi nivelul apei a fost permis s creasc din nou.In timpul acestui eveniment barajul a dezvoltat ase fisuri verticale, i centrul de sus a barajului plecat 0,76 de metri n aval. Barajul a fost construit fr rosturi de construcie, astfel nct fisurile au mprit barajul in apte segmente separate. Sablarea a fost necesara, deoarece barajul nu a avut deversoare sau porti pentru a permite eliberarea de ap controlat.

Cedarea barajului

Barajul a cedat n dup-amiaza zilei de duminic,30 septembrie 1911. O gaur s-a deschis la culee(masiv de zidarie care prin masa sa rezista la impingerea unei forte) vest, fora de ap impingand blocurile de beton, care au alunecat n aval. Apa s-a canalizat ca un val de mare ntre zidurile nalte verticale din vale, i a distrus oraul Austin. Apa n micare rapid a rupt o conducta principala de gaz i a luat foc, arzand o mare parte din rmiele lsate de inundaii. La 5 km n jos pe Freeman Run, zidul de ap a distrus complet oraul de Costello. Un alt oras situat la 13 km de Costello, a fost serios agravat.

Cauze i investigaii

Dou anchete separate au fost pornite, unul de ctre Comisia din Pennsylvania i unul de procurorul judeului. Inginerul barajului, Chalkley Hatton, a afirmat c designul su a fost un sunet, dar c informaiile au fost subminate de neintelegeri. El a pretins c a spus companiei Bayless necesitatea de a construi un an de beton n amonte, dar recomandarea lui nu a fost urmat. El a acuzat de asemenea practici necorespunztoare de construcie - plasarea de beton la temperatura sub punctul de nghe i nu a permis destul timp pentru de beton pentru a usca nainte si barajul a fost pus n funciune.. De asemenea, investigaiile au artat c fisurile au corespuns articulatiilor reci dintre betonul turnat n zile diferite. Feele tuturor fisurilor au fost decolorate, indicnd c au desfurat ceva timp nainte de ruperea barajului. Spturi ulterioare in fundaie au artat c a infiltraiile de ap considerabile a subminat fundaia.Funcionarea barajului a fost, de asemenea, n mod clar de vina. O dat a aprute fisuri n dig, daca ar fi fost luate msuri mai puternice pentru a asigura sigurana acestui aval, erau poate o solutie benefica. Prima fisura a fost mai mult de avertisment, dar construcia a continuat, fr nicio schimbare. Implicaiile celei de-a doua fisuri au fost ignorate, de asemenea.

Ce putem retine

Au fost n mod clar dou probleme majore cu barajul Austin, unul a fost de proiectare a fundaiei inadecvate, i de alt parte, constructia de beton (calitate inferioara a materialului). Modul de eec arata clar c barajul a alunecat n blocuri separate; aceste dovezi sugereaza ca factorul cel mai important a fost frecarea redus fa de baza de baraj