1

MASURI LA PROIECTAREA SAU LA REMEDIEREA CONSTRUCTIILOR FUNDATE PE PAMNTURI CU UMFLATURI SI CONTRACTII MARI

(extras din NE 0001-96)

Pentru nlturarea sau atenuarea fenomenelor defavorabile datorate existenei PUCM se poate recurge n general la msuri care vizeaz:

a) Eliminarea cauzelor care genereaz variaii de umiditate n terenul de fundare (eliminarea surselor ce provoac umezirea; conducte sau canalizri degradate, ridicarea nivelului apelor subterane, infiltraii datorate precipitaiilor sau stagnrii apei la suprafaa terenului, irigaii, defriri .a.; sau uscarea; existena unor arbori n vecintatea construciei, coborrea nivelului apelor subterane, procese tehnologice cu temperaturi ridicate sau de ventilaie).

b) Transmiterea solicitrilor exercitate de fundaii sub zona ce prezint variaii de volum de la suprafaa terenului prin stabilirea unei adncimi de fundare adecvate, prin subzidirea fundaiilor existente avnd adncimi insuficiente sau prin fundarea pe piloi.

c) mbuntirea terenului de fundare pentru a diminua sau anihila variaiile de volum. d) Msuri care confer construciei capacitatea de a prelua solicitrile datorate deformaiilor

provocate de variaiile de volum ale terenului de fundare.

Adncirea de fundare Adncimea minim de fundare se stabilete n funcie de nivelul hidrostatic, distingndu-se

urmtoarele cazuri: - cazul I, cnd nivelul hidrostatic al apei subterane este la o adncime mai mic de 2 m; - cazul II, cnd nivelul hidrostatic al apei subterane este la adncime intermediar (ntre 2 i 10 m); - cazul III, cnd nivelul hidrostatic al apei subterane este la adncime mai mare de 10 m.

n cazul , n care nivelul hidrostatic al apei se menine constant la adncime mai mic de 2 m, pmntul la o cot de fundare sub 1,40 m nu mai poate prezenta variaii de volum, ntruct umiditatea lui se menine constant. Pentru orice fel de construcie cu caracter definitiv, adncimea minim de fundare, D, se recomand a fi: - D = 1,50 m, pentru terenurile de fundare din cazu l.); - D = 2,00 m, pentru terenurile de fundare din cazurile I i II.

n cazul n care sub adncimea de fundare aleas se afl pmnturi contractile de natur organic (ex.: cu coninut ridicat de humus), proiectantul va analiza dac nu este justificat tehnic i economic depirea parial sau total a acestor straturi. n caz c proiectantul stabilete pentru unele pri ale construciei fundarea la adncimi diferite, se vor prevedea rosturi de tasare, cutndu-se totodat ca diferenele de adncime ntre fundaiile alturate s fie ct mai mici (pn la 0,50 m).

Msurile ce se adopt la proiectarea construciilor fundate pe PUCM se aleg n funcie de adncimea de fundare stabilit, de importana i destinaia construciei, de caracteristicile de contracie-umflare ale terenului de fundare etc.

Tabelul nr. 1

Msuri pentru fundarea cldirilor pe terenuri cu PUCM

1. Meninerea unor condiii stabile de umiditate prin ecrane impermeabile sub trotuare, lrgire (pmnt stabilizat sau geomembrane) i evitarea infiltrrilor din interior.

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

3. Monolitizarea structurii prin prevederea de rigidizri sau centuri.

4. mbuntirea pmnturilor prin stabilizare, injecii sau nlocuire.

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

2

n acest sens, msurile din codul de proiectare i execuie sunt gradate pentru urmtoarele cazuri: a) fundarea construciilor la adncimea minim indicat: 1,50 m pentru cazul I i 2,00 m pentru

cazurile II, III. b) fundarea la o adncime mai mic dect cea prevzut ( cu msuri constructive speciale).

Alegerea msurilor constructive speciale se face de proiectant avnd n vedere potenialul de contracie umflare al pmntului i capacitatea portant a terenului, pe baza urmtoarelor criterii:

- importana, mrimea i structura de rezisten a construciei; - nivelul apei subterane n amplasamentul construciei; - grosimea i potenialul de contracie-umflare a pmnturilor care alctuiesc TF - variaia umiditii pmntului de fundare, n perioada execuiei i exploatrii construciei - gradul de asigurare admis al construciei

Din punct de vedere al gradului de asigurare mpotriva degradrilor, construciile se pot realiza: - cu asigurare de gradul , cnd prin msurile ce se au se urmrete ca toate elementele

componente n construcia n ansamblul ei s poat prelua eforturile suplimentare (forele transversale, momente ncovoietoare i de rsucire) provenite din tasri - ridicri sau mpingeri rezultate din construcia sau umflarea terenului fr a periclita structura de rezisten, a mpiedica exploatarea construciei i a pune n pericol viei omeneti;

- cu asigurarea de gradul I cnd msurile ce se au au drept scop limitarea degradrilor astfel nct acestea s nu pun n pericol viei omeneti, construcia poate fi eventual scoas temporar din funciune, necesitnd cheltuieli de reparaie.

Se recomand ca proiectantul s foloseasc experiena local referitoare la comportarea construciilor existente fundate pe terenul activ respectiv, pentru toate obiectivele ce urmeaz a se realiza n continuare.

Msuri constructive n cazul fundrii la adncimea minim indicat n cazul fundrii la adncimea minim indicat i pentru construcii fr condiii speciale de

exploatare, pentru prevenirea degradrilor sunt suficiente de regul urmtoarele msuri: a) Secionarea cldirii i fundaiei n tronsoane de maximum 30 m, prin rosturi de tasare. b) Conductele purttoare de ap ce intr i ies din cldiri vor fi prevzute cu racorduri elastice i

etane la traversarea zidurilor sau fundaiilor. Este indicat ca n interiorul cldirilor, conductele s fie montate aparent, n subsol, respectiv n primul nivel n cazul construciilor fr subsol, astfel nct s fie accesibile pentru controlul ce trebuie efctuat periodic i eventualele reparaii ce trebuiesc efectuate imediat ce se depisteaz neetaneitatea lor.

c) Se recomand realizarea de trotuare etane n jurul cldirilor; trotuarul din jurul construciilor, care va avea limea minim de 1,00 m se va aeza pe un strat de pmnt stabilizat, n grosime de 20 cm, prevzut cu pant de 5% spre exterior. El trebuie s fie etan, putnd fi confecionat din asfalt turnat sau din dale, din piatr sau beton, rostuite cu mortar de ciment sau mastic bituminos. Etaneitatea n timp necesit o bun compactare a stratului de pmnt stabilizat.

Pentru construciile dezvoltate n suprafa, de exemplu, unele cldiri agrozootehnice, trotuarul se pstreaz numai n zonele circulabile, n rest, construciile se nconjoar cu un strat de pmnt stabilizat n grosime de 20...30 cm i o lime de minim 1,5 m meninndu-se pant transversal de 5% spre exterior.

d) Evacuarea apelor superficiale i amenajarea suprafeei terenului nconjurtor cu pante de scurgere spre exterior. Evacuarea apelor de pe acoperi trebuie fcut prin burlane la rigole impermeabile, special prevzute n acest scop, cu debuee asigurate i preferabil direct n teeaua de canalizare. Prin msurile de sistematizare vertical trebuie s se evite stagnarea apelor superficiale la distane mai mici de 10 m n jurul fiecrei construcii.

3

e) Se recomand evitarea plantrii sau meninerii de arbori ornamentali, pomi fructiferi, arbuti sau plante perene n apropierea construciilor, cu un spaiu ntre cldire i copac de cca 3-5 m n funcie de importana construciei, natura arborilor i potenialul de contracie umflare al terenului. Dup intensitatea fenomenelor de asecare diferitele specii de arbori pot fi considerate ca fiind: - foarte periculoase: plopul, arinul, salcmul, salcia, ulmul; - periculoase: ararul, mesteacnul, frasinul, fagul, stejarul i tufanul; - puin periculoase: laricele, bradul, pinul. Existena unor grdini interioare, prevzute de obicei cu bazine de ap sau fntni nitoare constituie un risc important n cazul PUCM. Defriarea i dezrdcinarea copacilor se va face ntr-o perioad umed (primvara sau toamna), umplerea golurilor efectundu-se imediat, cu pmnt local sau preferabil stabilizat, bine compactat.Trebuie avut n vedere c efectele existenei vegetaiei se manifest uneori dup un timp ndelungat (6-12 ani), determinat de dezvoltarea arborilor. Existena arborilor conduce n general la tasri difereniate, maxime n mediata vecintate a trunchiului. Uneori s-au semnalat i deplasri pe orizontal, pn la 5 cm. Procesele pot fi accelerate sau ntrziate, funcie de perioadele mai secetoase sau mai umede. n afar de efectul de asecare, arborii pot provoca tasri sau deplasri pe orizontal datorit mpingerilor provocate de creterea diametrului trunchiului sau rdcinilor.

f) Anexele cldirilor (scri, terase etc.) vor fi fundate de regul la aceeai adncime cu construciile respective, pentru a se evita degradarea lor datorit tasrilor sau umflrilor diferite de la un punct la altul. n funcie de tendinele i posibilitile de deformare a terenului prin contracie sau umflare, se va studia fie legarea rigid a anexelor de construcii, fie separarea lor complet i tratarea independent.

g) Urmrirea comportrii i micrii construciilor (deplasri, nclinri). Proiectantul este obligat s includ n documentaia tehnic i economic a proiectului de execuie urmrirea comportrii micrilor construciilor, inclusiv felul, numrul i poziia reperelor respective, la toate obiectivele la care s-au stabilit msuri constructive speciale; pentru celelalte construcii procedndu-se conform reglementrilor tehnice sus menionate. n timpul execuiei construciei, sarcina efecturii msurtorilor revine constructorului, iar dup darea n exploatare ea revine beneficiarului lucrrii. Este indicat ca ntrega aciune a urmririi micrilor construciilor s fie preluat de la nceput de ctre o unitate topografic de specialitate, prin grija beneficiarului sau a proiectantului general. Msuri constructive n cazul fundrii la o adncime cuprins n zone de variaie sezonier a umiditii

n cazul fundrii la o adncime mai mic dect cea prevzut n special pe PUCM cu contractilitate foarte mare sau mare (conform STAS 1243-88) pe lng msurile indicate mai sus sunt necesare unele msuri constructive speciale ce se stabilesc de proiectant n vederea asigurrii rezistenei, stabilitii i exploatrii normale a tuturor construciilor fundate pe PUCM. Aceste msuri constructive speciale sunt urmtoarele:

a) trotuarul etan din jurul construciei va avea limea minim de 1,5 m i se va aeza pe un strat de pmnt stabilizat de forma i dimensiunile prezentate n figura.

b) reducerea umflrii terenului prin mrirea presiunii efective pe talpa fundaiei, pn la o valoare cel puin egal cu presiunea de umflare, stabilit conform spectrului cu traiectoriile modificrilor de stare rezultate n urma ncercrilor edometrice multiple care ns nu va depi capacitatea portant a terenului.

c) presiunea orizontal de umflare, care n cazul argilelor supraconsolidate poate fi chiar mai mare dect presiunea vertical de umflare, se manifest prin mpingeri asupra feelor laterale ale fundaiilor i pereilor exteriori sau asupra lucrrilor de susinere.

n cazul lucrrilor de susinere de tipul zidurilor de sprijin, este interzis s se utilizeze ca material de umplutur n spatele lucrrii, argile cu umflturi i contracii mari, deoarece n urma compactrii

4

pmntului, presiunea orizontal de umflare poate fi mai mare dect presiunea vertical de umflare. mpingerea lateral dat de acest tip de material are valori variabile de la zero n timpul perioadei de uscciune, la valori maxime care pot depi mpingerea din greutatea proprie i suprasarcina, n perioadele umede. Unii autori recomand n astfel de cazuri luarea n considerare a unor coeficieni de mpingere activ de 0,8-1,0.

n unele cazuri pentru a se scoate umplutura de sub efectul variaiilor de umiditate se pot folosi folii de material impermeabil dispuse pe suprafaa taluzului spturii i la o mic adncime sub suprafaa terenului.

trotuar 5%

Centura

de b.a.

EXTERIORINTERIOR

PamantstabilizatFundatie

0.50

0.25

min 0.50m

min 0.40m

min 1.50m

d) Prevederea unor structuri sau a unor msuri constructive care s permit preluarea

mpingerilor sau deplasrilor neuniforme cauzate de umezire, respectiv uscarea terenului de fundare: - Centuri de beton armat, continue pe ntreaga lungime a pereilor exteriori, portani sau

autoportani, amplasate la fiecare nivel al construciei, inclusiv la nivelul solului. La cldirile numai parter, de form n plan apropiat de ptrat centura superioar poate fi

nlocuit cu armarea zidriei la coluri, pe 1,50...2,00 m lungime pe fiecare latur, care s depeasc n orice caz golurile uilor i ferestrelor.

Centurile se armeaz de regul simetric, avnd minimum 4 12 pentru oel OB 37. Pentru centuri cu limea mai mare de 32 cm, sunt necesare minimum 6 12.

Calculul se va efectua pe baza sensului predominant al deformaiei terenului, n funcie de condiiile din momentul executrii fundaiei (anotimp ploios sau secetos). Efectele deformaiilor neuniforme vor fi considerate aciuni temporare de lung durat.

- Proiectarea unor construcii puin sensibile la deformarea neuniform a terenului de fundare. n acest sens se pot proiecta fie construcii cu structur foarte rigid (care s poat prelua n bune condiii eforturile suplimentare ce apar n suprastructur), fie construcii flexibile (care s se adapteze la deformaiile specifice ale terenului). Structura trebuie proiectat astfel nct s 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 n considerare a efectelor deformrii neuniforme a terenului. Calculele se vor efectua pe baza celor mai defavorabile poteze privitoare la contracia sau umflarea terenului, funcie de condiiile de umiditate rezultate din studiile geotehnice i din momentul execuiei fundaiei. Efectele deformaiilor neuniforme vor fi considerate aciuni temporare de lung durat. Se va verifica compatibilitatea dintre deformaiile (n ambele sensuri) ale terenului activ i deformaiile admisibile ale structurilor prefabricate (conform STAS 3300/2-85).

Adoptarea unor sisteme indirecte de fundare care s depeasc straturile de pmnturi

contractile a) Pentru construcii de importan deosebit i grosime mare a stratului de PUCM se poate

recurge la fundarea pe piloi pentru a asigura transmiterea eforturilor sub zona aferent de variaiile de

5

umiditate ale pmntului i deci de modificri de volum. n acest caz pe fia pilotului din zona cu variaii de volum se vor adopta soluii care s evite producerea n pilot a unor solicitri de smulgere ca urmare a umflrii ternului.

b) Pentru a se evita executarea unor volume mari de sptur i betoane n fundaii (de exemplu la unele construcii agrozootehnice dezvoltate pe suprafee mari), este indicat nlocuirea fundaiilor continue cu fundaii zolate pe care reazem construcia prin intermediul unor grinzi de fundare. Se evit astfel deschiderea unui front mai mare de contact cu atmosfera care modific apreciabil umiditatea pmntului activ din sptur. Trebuie prevzut un spaiu ntre suprafaa terenului i talpa grinzii de fundaie egal cu valoarea posibil a umflrii pmntului (circa 10-15 cm) care s se umple cu nisip grunos, mpiedicndu-se totodat accesul direct al apei, respectiv asigurndu-se evacuarea ei.

Msuri la remedierea degradrilor n cazul unor construcii ce au suferit degradri se poate recurge la subzidire prin excavare n

compartimente.

SOLUIA DE SUBZIDIRE CONTINU RIGID

n cazul unor construcii care au suferit degradri (fisuri, crpturi, etc.) soluia cea mai des folosit este subzidirea continu rigid.

Folosirea metodei subzidirii cu beton se recomand s fie limitat la adncimi mai mici de 2.0-2.5 m. n cazul n care soluia este justificat economic (pentru ncrcri mari) ea poate fi executat i la adncimi mai mari. Sistemul nu este cel mai eficient n cazul consolidrii unor fundaii n pmnturi contractile, la care se impune coborrea tlpii fundaiei sub adncimea de 2.00m i nu poate fi folosit n cazul n care nivelul apei subterane este ridicat sau cnd terenul de fundare este format din pmnturi instabile (mluri, nisipuri afnate, etc.).

Atunci cnd soluia este folosit pentru coborrea tlpii fundaiei, n pmnturi contractile, se recomand ca aceasta s fie cptuit cu un strat de polistiren, sau alt material compresibil, pentru a o proteja de umflarea i contracia pmntului. Subzidirea se realizeaz prin sparea i betonarea unor casete, pe tronsoane scurte, avnd o posibil ordine de realizare a tronsoanelor indicata n Fig. 1. Subzidirea este executat tronsonat, dar devine continu formnd o nou fundaie sub toat fundaia existent a construciei.

Fig. 1. Ordinea de realizare a tronsoanelor la subzidirea continu a fundaiilor

6

Executarea subzidirii se face prin spare din exteriorul cldirii. n cazul n care, subzidirea se face pentru realizarea unor goluri n cldiri (pivnia, garaj), aceasta se va executa numai de la interior, cu aceasta ocazie realiznd i o cmuial a fundaiei i a peretelui de subsol. De asemenea, n cazul n care exist obstacole la exterior, subzidirea se va face din interior cu ndeprtarea pmntului de sub pardoseala ncperii. Se recomand ns ca subzidirea s nu se foloseasc la o adncime mai mic de 0.60 m, dar n cazul n care adncimea subzidirii depete 1.0m aceasta se va executa n tronsoane orizontale cu nlimea de max. 1.0m. La executarea tronsonului inferior tronsoanele spate vor fi decalate fa de cele superioare, Fig. 2. Se recomand de asemenea, ca n timpul executrii spturii s se asigure o sprijinire a construciei, mai ales n cazurile n care degradrile suferite sunt grave.

1 4 2 5 3

1 3 5 2

tronson 2

tronson 1

Fig. 2. Ordinea de realizare a tronsoanelor inferior i superior.

Succesiunea etapelor la realizarea subzidirii este urmtoarea, Fig. 3:

25cm

1 2 3 4

5 6 7

Beton

Fig. 3. Succesiunea etapelor la realizarea subzidirii.

Executarea spturii pentru subzidire.

Sptura pentru realizarea subzidirii se execut n dou etape. Etapa I-a. Se execut o sptur general pn la o adncime mai mic cu 10 20cm de nivelul

tlpii fundaiei. n cazul n care avem terenuri mai moi (argile plastic moi-curgtoare, nisipuri afnate, saturate, prafuri mloase, etc.) se recomand ca nivelul primei etape de sptura s fie mai sus dect talpa fundaiei cu minim 20 cm. Sptura va fi susinut cu o sprijinire simpl.

Etapa a II-a. De la nivelul spturii generale se trece la sparea tronsoanelor de executare a subzidirii. Acestea nu vor avea o lime mai mare de 0.80 - 1.00m i nu vor depi adncimea de la suprafaa terenului la talpa fundaiei. Poate fi adoptat i alt ordine de turnare cu respectarea urmtoarelor reguli: Suprafaa slbit a tlpii fundaiei nu va depi 25% din suprafaa total; ntre dou tronsoane de sptur se recomand s existe 2 3 tronsoane nespate; Primele tronsoane spate i turnate vor fi n zona defectelor maxime ale fundaiei;

7

Spturile ncep de la margine i se nchid spre mijloc; n zonele de col i intersecii de fundaii, sptura i turnarea betonului se va face pe un tronson

care va cuprinde toate aripile interseciei, Fig. 4

beb

0,85(b-be)

Fig. 4. Subzidirea interseciilor de fundaii.

Subzidirea se va executa pe tronsoane (0,60 -1.20m) n ordinea strict dat n planul de fundaii.

Executarea turnrii betonului. Betonul n subzidire se va turna cu cca. 5 cm mai jos fa de nivelul tlpii fundaiei. Talpa

subzidirii se va ncastra 10 20cm n terenul bun de fundare. Dup ntrirea betonului, n spaiul rmas liber se bat pane de oel sau lemn de esen tare (stejar) pe aproximativ 2/3 din grosimea pereilor. Pentru fiecare tronson se vor bate dou pane. Spaiul rmas liber se umple prin matare cu mortar de ciment M100T (uscat) (se recomand folosirea cimenturilor expansive sau fr contracie). Pentru a evita apariia unor fisuri n timpul subzidirii, pereii din zidrie se vor sprijini provizoriu. Subzidirea se va executa cu beton min. C8/10. n medii agresive reeta de beton se va alege funcie de agresivitatea acestuia, clasa de expunere, etc. nainte de executarea turnrii betonului, talpa fundaiei existente se va cura foarte bine de pmnt i impuriti i se va nltura zidria neaderent. ntre turnarea betonului n corpul subzidirii i executarea matrii trebuie s existe o perioada de minim 24 ore.

Soluia tehnologic corect de execuie a unei subzidiri este prezentat n Fig. 5.

60

Palnie

Sant de lucru ~1.20m

Etapa I

Etapa II

0.00

5 cm

Pana metalica

Sprijiniri

Zidarie

Fundatie veche

Matare cu mortar

de ciment

Fundatie noua

subzidire

1.00

1.00

Etapa II de sapare

Etapa I de sapare

-0.40

-2.40

Fig. 5. Tehnologia corect de execuie a unei subzidiri.

8

Dup executarea subzidirii se impune obligatoriu consolidarea fisurilor / crpturilor din fundaii i pereii suprastructurii. Suplimentar se poate lua n considerare i placarea peretelui de subsol cu plas sudat i tencuial din mortar de ciment.

Probleme tehnologice la transmiterea ncrcrii de la fundaia veche la subzidire.

O importan deosebit prezint modul de realizare a transmiterii ncrcrilor de la fundaia veche la subzidire. Aceasta se poate realiza prin mai multe metode: a. Cu pene metalice, din lemn de esen tare, metal sau clincher (dou pe tronson). Penele vor fi

btute pe 2/3 din limea fundaiei. Dup executarea mpnrii se va trece la matarea rostului cu mortar uscat 1:3 (C:N) bine btut n rost, Fig. 6.a. Acestea sunt executate la 24 de ore dup ntrirea betonului din subzidire i monolitizarea rostului cu mortar expansiv, fr contracii (A/C=0,3). Aceast operaie se va executa dup 7 zile de la turnarea betonului din subzidire. Dup ntrirea betonului se extrag penele i se mateaz cu mortar de ciment M100 T (uscat) lcaurile rezultate. Turnarea mortarului fr contracii / expansiv se face dup urmtoarea tehnologie:

Se monteaz un cofraj de scndur n faa rostului la cca. 5cm de fundaie. nlimea cofrajului depete cu 5cm talpa fundaiei.

Se prepar mortarul expansiv / fr contracie i se golete cu gleata / cancioc ntre cofraj i fundaie, ntr-un singur loc, avnd grij s se favorizeze circulaia aerului.

Nivelul turnrii va depi cu 2-3cm nivelul tlpii fundaiei. b. Prin turnarea betonului de la o cot superioar, diferena de nlime fiind determinat prin calcul i

trebuind s asigure o presiune la suprafaa de contact, Fig. 6.b.

Fundatie

veche

Pana

5cm

a.

B

Subzidire

b.

B

Palnie

20cm

Turnare

beton

B

Fundatie

veche

Mortar sau beton

cu ciment expansiv

Fundatie

noua

Fig. 6. Moduri de transmitere a ncrcrii de la fundaia veche la subzidire.

Se recomand ca dup executarea subzidirii cofrajul s fie ndeprtat dup o zi de la turnare, iar

ndeprtarea betonului n surplus s se fac dup dou zile de la turnare. Concomitent se poate executa i placarea cu beton a pardoselii subsolului sau consolidarea peretelui de subsol (cmuire). Timpul ntre terminarea matrii unui tronson i executarea tronsonului alturat de sptur nu trebuie s fie mai mic de 24 de ore. O importana deosebit n alegerea ordinii de executare a subzidirii este starea subsolului i a suprastructurii