Ghid Privind Proiectarea Depozitelor de Deseuri Cu Materiale Geosintetice

Ministerul Transporturilor, Constructiilor si Turismului

1. OBIECT SI DOMENIU DE APLICARE

1.1. Obiectul ghidului Ghidul prezinta metode de proiectare specifice pentru depozitele de deseuri la care se utilizeaza materialegeosintetice cu diferite functii. El nu isi propune sa fie un ghid de proiectare a intregii structuri ingineresti care estedepozitul de deseuri, ci doar sa detalieze acele obiective care pot contine materiale geosintetice si sa prezintemetodele specifice de proiectare legate de aceste materiale. Ghidul nu se refera la o anumita categorie de deseuri, menajere sau industriale, solide sau lichide etc., daracolo unde metodele de proiectare sunt diferite in functie de tipul de deseu stocat, se fac precizari pentru ce tipde deseu sunt valabile. Ghidul este aplicabil atat depozitelor noi, asa numite "ecologice", "controlate" sau "conforme", care continelemente de etansare, drenare, de protectie a mediului, realizabile din materiale geosintetice, cat si depozitelorexistente, in general neconforme, care trebuie extinse, reabilitate sau inchise. Acest ghid se constituie ca o aplicare a prevederilor generale de utilizare a materialelor geosintetice cuprinse in"Normativul privind utilizarea materialelor geosintetice la lucrarile de constructii", indicativ NP 075/2002. Metodologia de proiectare cuprinsa in prezentul ghid are ca referinta standardele si normativele romane invigoare la data redactarii, ca si cele europene preluate ca standarde nationale in domeniul materialelorgeosintetice. Ghidul de proiectare a depozitelor de deseuri cu materiale geosintetice pune la dispozitia proiectantilor ometodologie generala de proiectare, ca si unele metode specifice de calcul, avand un caracter orientativ. 1.2. Reglementari tehnice nationale conexe La aplicarea prezentului ghid se va face referire si la urmatoarele reglementari juridice si tehnice nationale: 1. MLPTL - Normativ pentru utilizarea materialelor geosintetice la lucrarile de constructii, NP 075/2002. 2. MAPM - Normativ tehnic privind depozitarea deseurilor - construirea, exploatarea, monitorizarea si inchiderea depozitelor de deseuri, aprobat prin Ordinul nr. 1.147/10.12.2002. 3. HG nr. 162/2002 - Hotarare privind depozitarea deseurilor. 4. MAPM - Ordin nr. 867/30.09.2002 privind definirea criteriilor care trebuie indeplinite de deseuri pentru a se regasi pe lista specifica unui depozit si pe lista nationala de deseuri acceptate in fiecare clasa de depozit dedeseuri. 5. HG nr. 856/16.08.2002 privind evidenta gestiunii deseurilor si pentru aprobarea listei cuprinzand deseurile,inclusiv deseurile periculoase. 6. Legea nr. 137/1995 a protectiei mediului, completata prin OUG nr. 91/20.06.2002. 7. OUG nr. 78/2000 privind regimul deseurilor, modificata si aprobata prin Legea nr. 426/2001. 8. MTCT - Ghid pentru proiectarea structurilor din pamant armate cu materiale geosintetice si metalice. 9. SR 13343/1996 - Salubrizarea localitatilor. Deseuri urbane. Prescriptii generale de proiectare pentrudepozitarea controlata. 10. SR EN 13257:2001 - Geotextile si produse inrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea in lucrarile deingropare a deseurilor solide. 11. SR EN 13252:2001 - Geotextile si produse inrudite. Caracteristici solicitate pentru a fi utilizate in sistemelede drenaj. 12. SR EN 13253:2001 - Geotextile si produse inrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea in lucrarile deprotectie impotriva eroziunii. 13. SR EN 13251:2001 - Geotextile si produse inrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea in lucrarile de terasament, fundatii si structuri de sustinere.

Reglementare tehnica "Ghid privind proiectarea depozitelor

de deseuri cu materiale geosintetice", indicativ GP 107-

04

din 23/02/2005 Publicat in Monitorul Oficial, Partea I nr. 448bis din 26/05/2005

Page 1 of 91

Indaco Lege 4.4. Copyright (c) Indaco Systems 1999-2005.

14. SR EN 13265:2003 - Geotextile si produse inrudite. Caracteristici cerute pentru utilizarea in proiectele dedepozitare a deseurilor lichide. 1.3. Armonizarea cu reglementarile internationale Prevederile prezentului ghid au ca referinta principiile continute in urmatoarele norme si standarde europene: 1. EN ISO 13431:1999 - Geotextile si produse inrudite. Determinarea comportarii la fluaj din tractiune si rupere din fluaj din tractiune 2. EN ISO 12956:1999 - Geotextile si produse inrudite. Determinarea deschiderii caracteristice 3. EN 12224:2000 - Geotextile si produse inrudite. Determinarea rezistentei la agenti climatici 4. EN 12447:2001 - Geotextile si produse inrudite. Metoda de determinare a rezistentei la hidroliza in apa 5. Directiva europeana 1999/31/EC din 26 aprilie 1999 asupra depozitarii deseurilor.

2. TIPURI DE DEPOZITE DE DESEURI SI ALCATUIREA LOR 2.1. Clasificarea depozitelor de deseuri Avand ca referinta HG 162/2002, in functie de natura deseurilor depozitate, depozitele se clasifica in: a) depozite pentru deseuri periculoase; b) depozite pentru deseuri nepericuloase; c) depozite pentru deseuri inerte. Deseurile, indiferent de gradul lor de periculozitate fata de mediu, pot fi clasificate functie de proprietatile lorfizice, chimice sau mecanice (de exemplu in deseuri solide sau lichide, cu sau fara continut de materii organiceetc.). In general, legislatia in vigoare in prezent in Romania (vezi paragraful 1.2) se refera la solutii constructive dedepozitare pentru deseuri solide, cele lichide nefiind admise la depozitare in starea lor naturala. Prezentul ghidface referire si la unele utilizari ale materialelor geosintetice la depozite existente sau cu caracter temporar pentrumateriale in stare lichida sau apropiata de cea lichida. Depozitele mai pot fi grupate si dupa alte criterii, cum ar fi: Dupa criterii sociale: gradul de populare, aria posibila de infestare, efectele asupra sanatatii populatiei Dupa solutiile constructive aplicate: - iazuri de decantare cu diguri de contur din materiale locale, pentru deseuri provenite din industrii (slamuri) (Figura 2-1), - halde de steril - umpluturi taluzate neetansate (Figura 2-2), - depozite capsulate, cu etansari pe tot conturul sectiunii, pentru deseuri menajere si industriale (Figura 2-3). Se precizeaza ca dupa 2007, conform legislatiei actuale, nu se vor mai construi iazuri de decantare si bataluri.

Figura 2-1

Iaz de decantare

Page 2 of 91


Figura 2-2

Halde de steril realizate prin hidromecanizare

Figura 2-3

Depozite de deseuri capsulate Dupa pozitionarea fata de nivelul terenului natural (Figura 2-4): - supraterane, - de adancime, - structuri mixte.

Figura 2-4

Tipuri de depozite dupa pozitionarea fata de teren Depozitele supraterane sunt indicate in zonele cu apa subterana la adancime mica; de asemenea, au avantajelegate de posibilitatea drenarii gravitationale a levigatului si de o executie mai simpla. In aceasta categorie intra sisolutia de suprainaltare a depozitelor existente, tehnica din ce in ce mai des utilizata datorita lipsei de terenuridisponibile. Depozitele subterane, realizate partial sau total sub nivelul terenului, asigura un volum util mai mare, o utilizaremai eficienta a materialelor de constructie (de exemplu, utilizarea materialului excavat pentru acoperirile periodiceale deseurilor sau pentru acoperirea finala), ca si o reutilizare a spatiului dupa inchidere. O alta clasificare a depozitelor de deseuri se poate face dupa modul de realizare in timp: - depozite necontrolate, realizate haotic in timp, numite "neconforme", - depozite controlate, denumite "conforme". 2.2. Alcatuirea si specificul depozitelor de deseuri conforme 2.2.1. Aspecte generale Depozitele de deseuri controlate sunt alcatuite din (Figura 2-5): • Sistemul de etansare-drenaj de baza, care are rolul complex de a asigura o etansare suficienta fata de levigatul produs in interiorul masei de deseuri, de a-l drena si a-l colecta. Sistemul de etansare-drenaj de baza este realizat deasupra barierei geologice existente pe amplasament, care impiedica pierderile eventuale depoluanti si retine anumite substante chimice. Bariera geologica trebuie sa aiba un grad redus de permeabilitate. • Corpul depozitului, care este constituit din masa de deseuri depozitate. • Sistemul de etansare-drenaj de suprafata, care reprezinta o bariera fizica intre exterior si deseurile depozitate, indeplinind urmatoarele functii: reducerea infiltratiilor apelor din precipitatii catre corpul depozitului, minimizarea

Page 3 of 91


emanatiilor de gaze toxice produse in interiorul depozitului, colectarea lor, integrarea in peisaj a amplasamentuluidupa inchidere.

Figura 2-5

Structura generala a depozitelor de deseuri controlate Sistemele de etansare-drenaj de suprafata si de baza se extind pe intreaga suprafata laterala a depozitului(taluzuri in cele mai multe cazuri). Sistemele de etansare-drenaj, in special cele de baza sau de taluz, o data realizate nu mai sunt vizitabile sireparatiile sunt imposibile. De aceea, avand in vedere durata de viata a unui depozit de deseuri, atat materialeleutilizate, cat si structurile din care fac parte trebuie sa fie durabile. Durabilitatea se defineste in raport cu solicitarile existente intr-un depozit de deseuri, respectiv: > Solicitari mecanice - date de punerea in opera, masa proprie a deseurilor, tasarea acestora si a terenului defundare, solicitari dinamice (seism) > Solicitari chimice - atacul levigatului asupra structurii > Solicitari fizice - variatii de temperatura, de umiditate, microorganisme, raze UV etc. > Solicitari hidraulice - curgerea si presiunea levigatului. Pentru a asigura durabilitatea depozitelor, sistemele de etansare-drenaj se realizeaza in sistem multi-bariera, prin asocierea mai multor straturi din materiale diferite. Aceste straturi sunt grupate in doua mari categorii: - straturi de etansare, de permeabilitate foarte scazuta; - straturi de drenaj, cu permeabilitate si transmisivitate mare, avand capacitate mare de evacuare, care asigura reducerea gradientului hidraulic pe stratul de etansare, colectarea si transportul lichidelor. In structura multi-bariera exista si alte straturi cu functii complementare de: - protectie a stratului de etansare, - filtrare, pentru a evita colmatarea straturilor de drenaj, - separare, - armare, - protectie antierozionala. 2.2.2. Aspecte ale legislatiei nationale actuale Proiectarea generala a sistemelor de etansare (impermeabilizare) si drenaj se realizeaza prin metode specificede calcul si trebuie sa asigure indeplinirea prevederilor legale, respectiv "Normativul tehnic privind depozitareadeseurilor - construirea, exploatarea, monitorizarea si inchiderea depozitelor de deseuri" si HG nr. 162/2002. In HG 162/2002, sunt prevazute urmatoarele cerinte generale pentru etansarea (impermeabilizarea)depozitelor: • baza, peretii laterali si acoperisul depozitelor trebuie impermeabilizate; • un depozit trebuie sa fie amplasat si proiectat astfel incat sa satisfaca conditiile necesare pentru a prevenipoluarea solului, apei subterane sau de suprafata si a asigura colectarea eficienta a levigatului. Aceasta serealizeaza prin combinarea barierei geologice naturale cu o impermeabilizare a bazei si a partii superioare adepozitului. • bariera geologica a depozitului va consta dintr-un strat natural care sa satisfaca urmatoarele conditii referitoare la grosime si permeabilitate, k: - deseuri periculoase: grosime >= 5 m, k <= 1 x 10-9 m/s - deseuri nepericuloase: grosime >= 1 m, k <= 1 x 10-9 m/s - deseuri inerte: grosime >= 1 m, k <= 1 x 10-7 m/s In cazul in care aceste conditii nu sunt indeplinite in mod natural, bariera geologica va fi completata cu un stratde argila sau alt material cu proprietati echivalente.

Page 4 of 91


• in afara barierei geologice, depozitul este prevazut cu o impermeabilizare artificiala asociata cu un sistem de drenaj in cazul deseurilor nepericuloase si periculoase. Impermeabilizarea artificiala se realizeaza cugeomembrana sau alt material similar care trebuie sa asigure un coeficient de permeabilitate <= 1 x 10-9 m/s si conditiile de rezistenta fizico-chimica si de stabilitate in timp cerute de proiectant. La baza depozitului se va folosigeomembrana neteda, iar pe taluzuri si pentru acoperirea finala geomembrana rugoasa. • stratul drenant are grosime de 0,50 m pentru deseuri nepericuloase si periculoase si este alcatuit din pietris sort 16/32 mm, cu un coeficient de permeabilitate k > 10-2 m/s. • recomandarile pentru etansarea de suprafata sunt cuprinse in Tabelul 2-1:

Tabelul 2-1

Cerinte referitoare la etansarea de suprafata a depozitelor (referinta HG 162/2002)

+------------------------------------+---------------------+-------------------+ | Categorie depozit |Deseuri nepericuloase|Deseuri periculoase| +------------------------------------+---------------------+-------------------+ |Strat filtrant gaze |necesar |nu este necesar | +------------------------------------+---------------------+-------------------+ |Impermeabilizare artificiala |nu este necesar |necesar | +------------------------------------+---------------------+-------------------+ |Impermeabilizare naturala |necesara |necesara | +------------------------------------+---------------------+-------------------+ |Strat drenant > 0,50 m |necesar |necesar | +------------------------------------+---------------------+-------------------+ |Acoperire superioara cu pamant > 1 m|necesara |necesara | |(din care sol vegetal >= 0,30 m) | | | +------------------------------------+---------------------+-------------------+

• pentru depozitele de deseuri nepericuloase sau periculoase, in corelatie cu caracteristicile depozitului siconditiile meteorologice, se vor lua masuri pentru: - controlul cantitatii de apa din precipitatii care patrund in corpul depozitului; - prevenirea patrunderii apei de suprafata si/sau subterane in deseurile depozitate; - colectarea apei contaminate si levigatului; - epurarea apei contaminate si levigatului colectat din depozit avand ca referinta standardul corespunzatorpentru evacuarea lor din depozit. • sistemul de colectare si evacuare a gazelor de fermentare consta din conducte, puturi, drenuri, dispozitive de colectare ce conduc la instalatii de prelucrare/valorificare. 2.2.3. Alcatuirea sistemelor de etansare-drenaj ale depozitelor de deseuri conforme Sistemele de etansare-drenaj sunt in general alcatuite pe principiul "multi-strat", cuprinzand, in functie de pozitia lor, natura terenului, a deseului si a levigatului, diferite combinatii de materiale naturale si/sau artificiale, curoluri si functii bine definite (vezi paragraful 2.2.1). Structura propusa pentru sistemele de etansare-drenaj la depozite de deseuri periculoase si nepericuloase,avand ca referinta prevederile legale actuale in vigoare in Romania, este prezentata in Figura 2-6.

Page 5 of 91


Figura 2-6

Sisteme de etansare - drenaj de baza si suprafata - referinta HG 162/2002 In Figura 2-7 sunt prezentate comparativ, pe baza literaturii de specialitate si alte solutii constructive pentru sistemele de etansare-drenaj de baza si suprafata. Acestea se pot clasifica in: > sisteme de etansare simple, de baza (e, g) sau de suprafata (a, b), alcatuite dintr-un singur tip de material de etansare (argila sau geomembrana sau geocompozit bentonitic); > sisteme de etansare compozite, de baza (f, h, i) sau de suprafata (c, d), alcatuite din asociatii de mai multetipuri de materiale; > sisteme de etansare duble (j), alcatuite dintr-un sistem de etansare primar si unul secundar, despartite printr-un sistem de drenaj cu rol si de detectare a infiltratiilor. Fiecare din sistemele de etansare primar sau secundar se poate alcatui conform celor prezentate anterior, dinunul sau mai multe tipuri de materiale. Principiul de actiune al etansarilor duble este ilustrat in Figura 2-8. In Figura 2-8 a) este ilustrata utilizarea unui strat mineral de drenaj intre cele doua etansari, care preia infiltratiileprin etansarea superioara. In figura b) intre cele doua sisteme de etansare se utilizeaza o georetea sau ungeocompozit de drenaj care conduc lichidul catre sistemul de tratare sau acesta este recirculat pe depozit.

Page 6 of 91


Figura 2-7

Diferite sisteme posibile de etansare-drenaj de baza si suprafata Argila compactata poate fi inlocuita partial sau total si cu amestecuri pe baza de bentonita (nisip sau alte tipuride materiale locale amestecate cu bentonita si, eventual, cu polimeri destinati a stabiliza amestecul si a-l face mai rezistent la diferite tipuri de solicitari).

Figura 2-8

Principiul sistemelor duble de etansare Este de remarcat faptul ca, in majoritatea solutiilor uzitate pe plan international se regaseste stratul alcatuit dingeomembrana. Se subliniaza ca prevederea acesteia, ca si alegerea (tip, grosime) trebuie facuta pe baza unuicalcul specific de dimensionare (vezi capitolul 5). 2.3. Specificul lucrarilor de inchidere sau reabilitare a depozitelor existente neconforme Depozitele existente neconforme sunt, cel mai adesea, neetansate si reprezinta un real pericol pentru mediulinconjurator. Problemele constructive pe care le genereaza sunt legate de obiectivele propuse: inchiderea, reabilitarea sauextinderea lor.

Page 7 of 91


Inchiderea controlata a depozitelor existente, obligatorie pentru aprobarea construirii unui nou depozit inaceeasi zona, presupune o serie de operatii, unele indispensabile, altele recomandabile si aplicabile in functie deconditiile locale si posibilitatile tehnologice, ca la depozitele noi. Pentru limitarea extinderii poluarii in terenul de fundare, in vederea reabilitarii este util a se incerca o izolare adepozitului prin bariere verticale incastrate in stratul impermeabil (Figura 2-9):

Figura 2-9

Izolarea zonei depozitului cu ecrane de etansare Ecranele verticale de etansare (utilizabile si la depozitele noi) sunt realizate traditional cu suspensie debentonita sau din palplanse. In solutiile moderne se utilizeaza geomembrane montate vertical in transee sau de-a lungul peretilor transeei, utilizandu-se suspensie de bentonita (Figura 2-10). Panourile de geomembrana se imbina in diverse moduri pentru a asigura continuitatea etansarii (Figura 2-11).

Figura 2-10

Ecrane de etansare cu geomembrana

Page 8 of 91


Figura 2-11

Montarea geomembranelor in ecrane verticale Prin sisteme adecvate de pompare se urmareste mentinerea in interiorul incintei a unui nivel hidraulic maiscazut fata de cel din exterior, astfel incat sa nu fie posibila poluarea apelor subterane (Figura 2-12).

Figura 2-12

Izolarea hidraulica a incintei Datorita inexistentei sistemelor de drenare, deseurile din depozitele neconforme au in compozitie o marecantitate de levigat si sunt, de asemenea, foarte compresibile. De aceea se recomanda realizarea unor sistemeverticale de drenare si colectare a levigatului continut in aceste deseuri. In cazul extinderii depozitului vechi cu unul conform, solutie care implica realizarea unor parti ale noului depozitpeste cel vechi, se impune luarea unor masuri pentru consolidarea/armarea stratului de deseuri. O solutieconstructiva bazata pe materiale geosintetice o constituie fundarea pe o saltea geocelulara cu rolul de aredistribui eforturile, de a reduce si uniformiza tasarile (Figura 2-13).

Page 9 of 91


Figura 2-13

Saltea geocelulara din geogrile

3. MATERIALE GEOSINTETICE UTILIZATE LA DEPOZITELE DE DESEURI 3.1. Functiile si tipurile de materiale geosintetice utilizate la depozitele de deseuri In alcatuirea unui depozit de deseuri se pot gasi, cu multiple utilizari, toate tipurile de materiale geosintetice(Figura 3-1).

Figura 3-1

Utilizari multiple ale materialelor geosintetice la depozitele de deseuri Nota: Toate definitiile si criteriile de caracterizare ale acestor materiale sunt prevazute in "Normativul pentruutilizarea materialelor geosintetice la lucrarile de constructii", NP 075/2002. Principalele functii pe care le asigura materialele geosintetice la depozitele de deseuri sunt: 3.1.1. Etansare Pentru asigurarea functiei de etansare (impermeabilizare) se pot utiliza: - geomembrane - ca sistem simplu de etansare (strat unic) sau in asociatie cu materiale minerale (argila compactata) sau alte materiale geosintetice cu functie de etansare (la etansarea de baza si de suprafata). - geocompozitele bentonitice - ca strat unic (etansare de suprafata) sau in asociatie cu geomembrane sau argilacompactata (etansare de baza sau de suprafata). Schemele constructive prezentate in Figura 2-7 ilustreaza utilizarea acestor materiale cu rol de etansare, in cadrul sistemelor de baza si suprafata. Tot cu rol de etansare se mai pot utiliza saltele din materiale geosintetice umplute cu beton sau ciment, functiade etansare fiind, in acest caz, indeplinita de materialul de umplutura. 3.1.2. Drenaj Pentru asigurarea drenajului levigatului si/sau a apelor de precipitatii si dirijarea acestora catre sistemele decolectare si evacuare se pot utiliza: - geotextile, - georetele, - geocompozite de drenaj (si cu functie de filtrare), - tuburi din materiale geosintetice (geoconducte). In Figura 3-2 sunt prezentate scheme de alcatuire a sistemelor de drenaj de baza si suprafata cu materialegeosintetice.

Page 10 of 91


3.1.3. Filtrare Cu rol filtrant, asociat sistemelor de drenaj se pot utiliza: - geotextile, - geocompozite de drenaj. In schemele din Figura 3-2 geotextile cu rol filtrant sunt utilizate in jurul tuburilor drenante (a, e) sau in asocierecu straturile minerale drenante (a, e) sau cu georetelele (b, d, f). Geocompozitele de drenaj (c, g) au si rol filtrantprin geotextilul care face parte din alcatuirea lor. Geotextilele cu rol filtrant se utilizeaza si la transeele drenante care pot face parte din lucrarile de amenajare aamplasamentului unui depozit de deseuri (Figura 3-3). 3.1.4. Protectie Pentru protectia etansarilor realizate cu geomembrane contra poansonarii provocate de contactul cu diferitecorpuri contondente sau de operatiile de realizare ale straturilor de deasupra se folosesc in general geotextilenetesute de grosime mare (Figura 3-4). Daca deasupra geomembranei este utilizat un strat suplimentar de etansare din geocompozit bentonitic, acestaindeplineste si functia de protectie. 3.1.5. Separare Pentru separarea diferitelor straturi din alcatuirea depozitului, dar in special a deseurilor de sistemele deetansare-drenaj (Figura 3-2 e), pentru evitarea colmatarii acestora, se utilizeaza in general geotextile. Dacapentru drenare se utilizeaza un geocompozit de drenaj (in componenta caruia intra si geotextile), acestaindeplineste si functia de separare.

Figura 3-2

Diferite sisteme de drenaj in cadrul sistemelor de etansare-drenaj de baza sau de suprafata

Page 11 of 91


Figura 3-3

Solutii constructive de realizare a transeelor drenante cu geotextile

Figura 3-4

Utilizarea geotextilelor cu functie de protectie 3.1.6. Armare Utilizarea materialelor geosintetice cu rol de armare apare in urmatoarele situatii: - necesitatea realizarii unor taluzuri abrupte pentru cresterea spatiului util de depozitare sau datorita geometriei amplasamentului; - necesitatea consolidarii unor pante instabile si protejarii unor cai de acces prin structuri de sprijin din pamant armat; - imbunatatirea stabilitatii etansarilor minerale (argila compactata) sau a drenajelor din materiale granulare pe pante abrupte; - sporirea capacitatii portante a terenului pe care se construieste depozitul (executia depozitului pe umpluturi recente, din deseuri sau alte tipuri de umpluturi, pe terenuri argiloase moi etc.); - realizarea drumurilor temporare sau permanente de acces pe terenuri moi. Se pot utiliza cu aceasta functie: - geotextile cu rezistenta mare la intindere; - geogrile mono- sau biaxiale; - saltele geocelulare din geogrile sau geotextile; - geocompozite de armare. In Figura 3-5 sunt prezentate aplicatii ale functiei de armare cu materiale geosintetice: la pantele unui depozit si digurilor de compartimentare prin utilizarea masivelor de pamant armat cu geosintetice, ca si la armareastraturilor minerale de drenaj instalate pe pante abrupte.

Page 12 of 91


Figura 3-5

Utilizarea materialelor geosintetice cu functie de armare la depozite de deseuri

3.1.7. Protectie contra eroziunii Problema protejarii pantelor contra eroziunii apare pentru taluzurile depozitului si pantelor adiacente in timpulexecutiei si exploatarii depozitului si dupa inchiderea acestuia. In acest scop se pot utiliza: - georetele cu functie antierozionala; - geotextile; - saltele alveolare din geotextile sau - alte tipuri materiale geosintetice. In Figura 3-6 este prezentata utilizarea geosinteticelor antierozionale pentru acoperirea de suprafata in panta adepozitelor de deseuri.

Figura 3-6

Utilizarea materialelor geosintetice cu functie antierozionala pentru acoperirea depozitelor de deseuri

3.2. Criterii generale de alegere a materialelor geosintetice utilizate la depozitele de deseuri La stabilirea caracteristicilor materialelor geosintetice utilizate in cadrul unui depozit de deseuri trebuie luate inconsiderare urmatoarele aspecte: - tipul de solicitari la care materialul va fi supus si trebuie sa reziste; - functia pe care trebuie sa o indeplineasca; - durata de viata a structurii in care materialul este incorporat si durata de viata proprie a materialului geosintetic. Pentru caracterizarea materialelor geosintetice se va face referire la "Normativul pentru utilizarea materialelorgeosintetice la lucrarile de constructii", NP 075/2002. Determinarile pe materialele geosintetice trebuie realizate la trei niveluri: - incercari de identificare si caracterizare, efectuate in conditii standard, utilizate pentru a determina parametrii de baza ai produselor, cum ar fi rezistenta la intindere de exemplu; - incercari de control pentru a compara parametrii reali cu cei din fisa produsului; - incercari de performanta in conditii similare cu cele specifice unei anumite lucrari. Normativul NP 075/2002 prezinta caracteristicile fizice, mecanice si chimice ale materialelor geosintetice,precum si modul lor de determinare avand ca referinta standardele europene. Pentru geotextilele si produsele inrudite utilizate cu functiile principale necesare intr-un depozit de deseuri, respectiv filtrare, separare, armare si protectie se va face referire la SR EN 13257:2001 - Geotextile si produse inrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea in lucrarile de ingropare a deseurilor solide, respectiv SR EN13265:2003 - Geotextile si produse inrudite. Caracteristici cerute pentru utilizarea in proiectele de depozitare a

Page 13 of 91


deseurilor lichide. Pentru geotextilele si produsele inrudite utilizate cu functie de drenare se va face referire la SR EN 13252:2001- Geotextile si produse inrudite. Caracteristici solicitate pentru a fi utilizate in sistemele de drenaj. Pentru geotextilele si produsele inrudite utilizate cu functie de control antierozional se va face referire la SR EN13253:2001 - Geotextile si produse inrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea in lucrarile de protectieimpotriva eroziunii. Pentru structurile de sprijin armate cu materiale geosintetice adiacente depozitului propriu-zis (pentru lucrari de drumuri de exemplu) se va face referire la SR EN 13251:2001 - Geotextile si produse inrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea in lucrarile de terasament, fundatii si structuri de sustinere, ca si Ghidul pentruproiectarea structurilor din pamant armate cu materiale geosintetice si metalice, elaborat sub egida MTCT in2003, in curs de publicare. In Tabelul 3-1 sunt prezentate, avand ca referinta SR EN 13257:2000, pentru geotextilele si produsele inrudite folosite la depozitele de deseuri solide, caracteristicile si referintele la standardele aferente functiilor de filtrare,separare, armare si protectie. Pentru geotextilele si produsele inrudite utilizate, in cadrul depozitelor de deseuri, la sistemele de drenaj, inTabelul 3-2 sunt prezentate caracteristicile si referintele la standardele aplicabile aferente fiecarei functii (filtrare, separare, drenare), avand ca referinta SR EN 13252:2001. Tabelul 3-3 contine detalii referitoare la geotextilele si produsele inrudite utilizate pentru sistemele de control antierozional (functiile de filtrare, separare, armare), avand ca referinta SR EN 13253:2001. Legenda pentru tabelele 3-1 - 3-3.

+---------------------------------------------------------------------------------------------+ |Relevanta: | |H: necesar pentru armonizare | |A: se aplica pentru toate conditiile de utilizare | |S: se aplica in conditii specifice de utilizare | |"--" caracteristicile nu sunt aplicabile functiei in cauza | | | |â - trebuie considerata cu atentie validitatea acestor incercari al caror principiu poate sa| |nu fie aplicabil anumitor tipuri de produse (geogrile, de exemplu). | |^b - daca proprietatile mecanice (tractiune si perforare statica) sunt indicate prin H, | |aceasta inseamna ca producatorul trebuie sa furnizeze datele pentru aceste doua proprietati. | |Utilizarea uneia singure (rezistenta la tractiune sau perforarea statica) este suficienta in | |specificatie. | +---------------------------------------------------------------------------------------------+

Tabelul 3-1

Geotextile si produse inrudite utilizate la depozitele de deseuri - Functii, caracteristici, metode de incercare

(referinta SR EN 13257:2000)

+----------------------------------+--------------------+-------------------------------------+ | | | Functie | | Caracteristici |Metoda de incercare +--------+--------+------+------------+ | | |Filtrare|Separare|Armare| Protectie | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(1) Rezistenta la tractiune^b |SR EN ISO 10319/A99 | H | H | H | H | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(2) Alungire sub sarcina maxima |SR EN ISO 10319/A99 | A | A | H | H | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(3) Rezistenta la tractiune a |SR EN ISO 10321 | S | S | S | S | |cusaturilor si imbinarilor | | | | | | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(4) Perforare statica (incercare |SR EN ISO 12236 | S | H | H |(A se vedea | |CBR)âb | | | | |eficacitatea| | | | | | |protectiei) | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(5) Rezistenta la perforare |SR EN 918 | H | A | H | H | |dinamica (caderea conului)â | | | | | | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(6) Caracteristici de frecare |prEN ISO | S | S | A | S | |(metoda forfecarii directe) |12957-1:1997 si prEN| | | | | | |ISO 12957-2:1997 | | | | | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(7) Fluaj din tractiune |EN ISO 13431*) | -- | -- | A | -- | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(8) Deteriorare la instalare |SR ENV ISO 10722-1 | A | A | A | A | | | | | | | | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(9) Eficacitate a protectiei |SR EN 13719 | -- | -- | -- | H | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(10) Deschidere caracteristica de |EN ISO 12956*) | H | A | -- | -- | |filtrare | | | | | |

Page 14 of 91


+----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(11) Permeabilitate perpendiculara|SR EN ISO 11058 | H | A | A | -- | |pe plan | | | | | | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(12) Durabilitate |Conform anexa B | H | H | H | H | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(12.1) Rezistenta la intemperii |SR EN 12224 | A | A | A | A | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(12.2) Rezistenta la imbatranire |SR ENV 12447 | S | S | S | S | |chimica | | | | | | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+ |(12.3) Rezistenta la degradare |SR EN 12225 | S | S | S | S | |microbiologica | | | | | | +----------------------------------+--------------------+--------+--------+------+------------+

*) - va fi adoptat ca SR in 2004.

Tabelul 3-2

Geotextile si produse inrudite utilizate la sistemele de drenaj - Functii, caracteristici, metode de incercare


+----------------------------------------------+--------------------+-------------------------+ | | | Functie | | Caracteristici |Metoda de incercare +--------+--------+-------+ | | |Filtrare|Separare|Drenare| +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(1) Rezistenta la tractiune^b |SR EN ISO 10319/A99 | H | H | H | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(2) Alungire sub sarcina maxima |SR EN ISO 10319/A99 | A | A | A | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(3) Rezistenta la tractiune a cusaturilor si |SR EN ISO 10321 | S | S | S | |imbinarilor | | | | | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(4) Perforare statica (incercare CBR)âb |SR EN ISO 12236 | S | H | -- | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(5) Rezistenta la perforare dinamica (caderea |SR EN 918 | H | A | -- | |conului)â | | | | | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(6) Caracteristici de frecare (metoda |prEN ISO | S | S | S | |forfecarii directe) |12957-1:1997 si prEN| | | | | |ISO 12957-2:1997 | | | | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(7) Fluaj din tractiune |EN ISO 13431*) | -- | -- | A | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(8) Deteriorare la instalare |SR ENV ISO 10722-1 | A | A | A | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(9) Deschidere caracteristica de filtrare |EN ISO 12956*) | H | A | -- | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(10) Permeabilitate perpendiculara pe plan |SR EN ISO 11058 | H | A | -- | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(11) Capacitatea de curgere in plan |EN ISO 12958*) | -- | -- | H | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(12) Durabilitate |Conform anexa B | H | H | H | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(12.1) Rezistenta la intemperii |SR EN 12224 | A | A | A | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(12.2) Rezistenta la imbatranire chimica |SR ENV 12447 | S | S | S | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+ |(12.3) Rezistenta la degradare microbiologica |SR EN 12225 | S | S | S | +----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+-------+

*) - va fi adoptat ca SR in 2004.

Tabelul 3-3

Geotextile si produse inrudite utilizate la sistemele de control antierozional - Functii, caracteristici, metode de incercare


+-----------------------------------------------+--------------------+------------------------+ | | | Functie | | Caracteristici |Metoda de incercare +--------+--------+------+ | | |Filtrare|Separare|Armare| +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(1) Rezistenta la tractiune^b |SR EN ISO 10319/A99 | H | H | H | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(2) Alungire sub sarcina maxima |SR EN ISO 10319/A99 | A | A | H |

Page 15 of 91


+-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(3) Rezistenta la tractiune a cusaturilor si |SR EN ISO 10321 | S | S | S | |imbinarilor | | | | | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(4) Perforare statica (incercare CBR)âb |SR EN ISO 12236 | S | H | H | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(5) Rezistenta la perforare dinamica (caderea |SR EN 918 | H | A | H | |conului)â | | | | | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(6) Caracteristici de frecare (metoda |prEN ISO | S | S | A | |forfecarii directe) |12957-1:1997 si prEN| | | | | |ISO 12957-2:1997 | | | | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(7) Fluaj din tractiune |EN ISO 13431*) | -- | -- | A | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(8) Deteriorare la instalare |SR ENV ISO 10722-1 | A | A | A | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(9) Deschidere caracteristica de filtrare |EN ISO 12956*) | H | A | -- | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(10) Permeabilitate perpendiculara pe plan |SR EN ISO 11058 | H | A | A | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(11) Durabilitate |Conform anexa B | H | H | H | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(11.1) Rezistenta la intemperii |SR EN 12224 | A | A | A | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(11.2) Rezistenta la imbatranire chimica |SR ENV 12447 | S | S | S | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+ |(11.3) Rezistenta la degradare microbiologica |SR EN 12225 | S | S | S | +-----------------------------------------------+--------------------+--------+--------+------+

*) - va fi adoptat ca SR in 2004. In tabelele de mai sus au fost actualizate referintele la standardele citate, avand ca referinta noile standardeSR preluate de la data publicarii si pana la data aparitiei prezentului ghid. Caracteristicile marcate cu S in tabele sunt detaliate in fiecare standard in parte. Functia de separare este totdeauna utilizata impreuna cu o alta functie, de aceea ea nu trebuie niciodataspecificata singura. Pentru aspectele legate de durabilitate se va face referire la anexa B a standardelor citate, ca si la SR CR ISO13434:2003, Ghid privind durabilitatea geotextilelor si produselor inrudite. Acolo unde, pentru aceeasi caracteristica, trebuie furnizate date pentru mai mult de o functie, se va respectaurmatoarea ordine: "H" are prioritate in fata lui "A", "A" in fata lui "S" si "S" in fata lui "--". Pentru geomembrane nu exista in prezent adoptat nici un standard european care sa stabileasca criteriile de alegere, o serie de standarde de utilizare a geomembranelor fiind in lucru. 3.3. Solicitari si criterii de alegere specifice a materialelor geosintetice utilizate la depozitele de deseuri 3.3.1. Etansare la baza depozitului Solicitarile la care trebuie sa reziste un material geosintetic utilizat cu functie de etansare intr-un depozit de deseuri sunt urmatoarele: - solicitari chimice si biologice urmare a contactului indelungat cu levigatul produs de deseuri; - solicitari mecanice: • tasarea pe termen scurt si lung a stratului suport al etansarii si terenului de fundare, ceea ce conduce la solicitari de tractiune si de tip tridimensional in geosintetic • poansonarea pe termen scurt si lung - solicitari hidraulice: sarcina hidraulica de levigat care actioneaza in permanenta pe etansare, subpresiuni - solicitari fizice: posibile temperaturi inalte Criteriile fundamentale de alegere vor fi cele legate de compatibilitatea chimica cu levigatul si de performantelemecanice in conditiile specificate mai sus. Alegerea produselor geosintetice pentru etansare si dimensionarea sistemelor din care fac parte se vor faceprin calcule specifice. 3.3.2. Etansare pe talazurile depozitului Solicitarile specifice in acest caz sunt similare celor prezentate pentru etansarea de baza, cu urmatoareleprecizari: - solicitari mecanice: apare in plus posibilitatea de alunecare pe panta, in conditii statice sau dinamice (seism); - solicitari fizice: pot apare fenomene de inghet-dezghet in zonele superioare ale taluzului, unde grosimea stratului de deseuri este mai mica; pe parcursul exploatarii etansarea poate fi supusa factorilor de mediu (UV,temperatura etc.) daca nu este acoperita cu un alt strat pana la acoperirea cu stratul de deseuri. Alegerea materialelor geosintetice se realizeaza pe baza de calcule care trebuie sa ia in considerarecaracteristicile de frecare ale materialului geosintetic prin raport cu materialele cu care vine in contact. 3.3.3. Etansare la suprafata depozitului Materialele geosintetice utilizate pentru impermeabilizarea suprafetei depozitului sunt supuse urmatoarelorsolicitari: - solicitari chimice si biologice: mai reduse decat in cazul etansarii de baza sau de taluz;

Page 16 of 91


- solicitari mecanice: • poansonarea pe termen scurt si lung • eforturi si deformatii datorate tasarii suportului constituit de stratul de deseuri si/sau tasarilor diferentiate • alunecarea pe panta - solicitari fizice: temperatura, inghet-dezghet, vandalism, incendiu - solicitari hidraulice: sarcina hidraulica nepermanenta data de apele de precipitatii In calculele necesare alegerii materialelor geosintetice si dimensionarii sistemelor din care acestea fac parte,exigentele de natura mecanica (adaptarea la tasari diferentiate, caracteristicile de frecare, comportarea latractiune) au prioritate in fata celor legate de compatibilitatea chimica. 3.3.4. Drenare la baza depozitului Materialele geosintetice utilizate cu functie de drenare la baza depozitului inlocuiesc, de regula, drenajelerealizate din materiale minerale. Ele trebuie sa raspunda unor solicitari de aceeasi natura ca cele pentruetansarea de baza, respectiv: - solicitari chimice si biologice datorita contactului indelungat cu levigatul produs de deseuri; - solicitari mecanice: • tasarea pe termen scurt si lung a stratului suport si terenului de fundare, ceea ce conduce la solicitari de tractiune si de tip tridimensional in geosintetic • eforturile provenind de la straturile de deasupra, sub actiunea carora geosinteticul trebuie sa isi pastrezecapacitatea de drenare - solicitari hidraulice: debit de levigat - solicitari fizice: posibile temperaturi inalte, colmatare Pentru alegerea materialelor cu functie drenanta si dimensionarea sistemelor respective, in calcule se vor aveain vedere: debitul de lichid, eforturile datorate straturilor de deasupra, compatibilitatea chimica, conditiile critice decolmatare. 3.3.5. Drenare pe pantele depozitului Ca si in cazul etansarii instalate pe pante, trebuie avute in vedere in plus caracteristicile de frecare, astfel incatsa se asigure stabilitatea sistemului de drenaj pe panta. 3.3.6. Drenare la suprafata depozitului Sistemul de drenaj de la suprafata depozitului are rolul de a prelua apele de precipitatii infiltrate prin stratul depamant de acoperire. Fata de sistemul de drenaj de la baza depozitului, problema compatibilitatii chimice nu este la fel deimportanta. - solicitari mecanice: • tasarea pe termen scurt si lung a stratului suport, tasari diferentiate • eforturile datorate straturilor de deasupra, sub actiunea carora geosinteticul trebuie sa isi pastreze capacitatea de drenare (sunt mai moderate decat in cazul drenajului de baza) - solicitari hidraulice: debit de levigat - solicitari fizice: posibile temperaturi inalte, colmatare, inghet-dezghet, vandalism. 3.3.7. Filtrare Materialele geosintetice cu rol de filtru (in general geotextile) sunt utilizate, cel mai adesea, in asociere cutuburile de drenaj, pentru a evita colmatarea acestora. In acest context ele vor fi supuse la: - solicitari hidraulice: debit de lichid (poluat sau nu) - solicitari mecanice: in general, de tractiune - solicitari fizice: posibile temperaturi inalte, colmatare, inghet-dezghet, vandalism - solicitari chimice: daca lichidul este poluat Pentru alegerea materialelor filtrante se vor avea in vedere in primul rand caracteristicile hidraulice(deschiderea porilor, permeabilitatea) si apoi cele mecanice. 3.3.8. Separare Materialele geosintetice utilizate cu rol de separare trebuie sa raspunda cerintelor legate de deschiderea porilor(compatibilitatea cu materialele ce trebuie separate), de permeabilitate (daca trebuie sa lase lichidele sa treaca) sicelor mecanice (rezistenta la tractiune, rezistenta la poansonare, rezistenta la abraziune etc). 3.3.9. Armare Materialele geosintetice utilizate cu functie de armare la depozitele de deseuri trebuie sa reziste la: - solicitari mecanice: in general de tractiune si poansonare Criteriul principal de alegere si dimensionare este rezistenta la tractiune, acordandu-se atentie si rezistentei la poansonare. 3.3.10. Functie antierozionala Materialele geosintetice prevazute pe pantele depozitelor de deseuri pentru prevenirea eroziunii solurilortrebuie sa reziste la urmatoarele tipuri de solicitari: - solicitari mecanice: de tractiune, poansonare

Page 17 of 91


- solicitari hidraulice: actiunea dinamica a apei din precipitatii - solicitari fizice: UV, vandalism La alegerea materialelor se iau in calcul: rezistenta la tractiune, caracteristicile de frecare, permeabilitatea,rezistenta la agentii atmosferici. 3.3.11. Protectie Materialele geosintetice utilizate ca protectie, in general pentru a geomembrane trebuie sa corespundacerintelor legate de: rezistenta la poansonare, eficacitatea protectiei, rezistenta la tractiune, capacitatea deprotectie, caracteristici de frecare (daca sunt utilizate pe pante), compatibilitate chimica, permeabilitate. Observatie generala: Dupa instalarea materialelor geosintetice in diferitele parti constitutive ale depozitelor de deseuri si dupa intrarea in exploatare a acestora, interventiile ulterioare sunt dificile sau chiar imposibile. Datoritacaracterului de lucrari ascunse, toate materialele geosintetice utilizate la depozitele de deseuri trebuie sasatisfaca criteriul de durabilitate.

4. PRINCIPII SI CONCEPTE FUNDAMENTALE DE PROIECTARE A DEPOZITELOR DE DESEURI CU MATERIALE GEOSINTETICE

"Normativul tehnic privind depozitarea deseurilor - construirea, exploatarea, monitorizarea si inchidereadepozitelor de deseuri" elaborat de MAPM prezinta, din punct de vedere al cerintelor de protectie a mediului,continutul cadru al unui proiect de depozit de deseuri. In Figura 4-1 sunt prezentate principalele etape care trebuie parcurse in realizarea unui depozit de deseuri si locul materialelor geosintetice in acest proces.

Figura 4-1 Locul materialelor geosintetice in procesul de realizare a unui

depozit de deseuri

+----------------------+ |PROSPECTAREA TERENULUI| +--+-------------------+ v +------------------------------------+ | MANAGEMENTUL DESEURILOR | | (cantitatea, tipul deseurilor | |stocate, tratate, fluxul deseurilor,| | colectare, sortare, etc.) | +--+---------------------------------+ v +----------+ |PROIECTARE+---------------------------------------------------------------+ +--+-------+ | v | +------------------------+ | |DEMERSURI ADMINISTRATIVE| | +--+---------------------+ | v +-----------+ | +--------------------+ +---->|Terasamente| v |AMENAJAREA TERENULUI+----+ +-----------+ +----------------------+ +--+-----------------+ | +-------------------------+ |MATERIALE GEOSINTETICE| | +---->|Sistem de etansare-drenaj+---->| sau | | +-------------------------+ | MATERIALE NATURALE | | +----------------------+ +----------------------+ | +------------->|Depozitarea deseurilor| ^ ^ ^ v | +----------------------+ | | | +----------+ | +---------------------+ | | | |EXPLOATARE+-----+------------->|Controlul levigatului| | | | +--+-------+ | +---------------------+ | | | | | +-------------+ | | | | +------------->|Lucrari anexe+----------------------+ | | | +-------------+ | | v +----------------------+ | | +---------+ +---------------->|Acoperirea depozitului+-------------------+ | |INCHIDERE+---+ +----------------------+ | +--+------+ | +--------------------------------------+ | | +---------------->|Sistem de etansare-drenaj de suprafata+---------+ v +--------------------------------------+ +---------------------+ |LUCRARI POSTINCHIDERE| +---------------------+

Depozitul de deseuri constituie o structura si de aceea la proiectarea acestuia se vor respecta principiilegenerale din prescriptiile in vigoare pentru domeniul constructiilor, astfel incat sa prezinte siguranta si stabilitate inexploatare. Utilizarea materialelor geosintetice cu diferite functii in structura depozitului de deseuri conduce la o serie de

Page 18 of 91


cerinte specifice. 4.1. Principii de realizare a sistemelor de etansare-drenaj PRINCIPIUL 1: Etansarea de baza si de pe taluzuri trebuie sa fie maxima. Obiectivul este de a reduce la minimum debitul de lichid (levigat) care trece prin etansarea depozitului. Avand ca referinta Normativul MAPM, se impune pentru un amplasament de a avea o bariera geologica de 1 msau 5 m grosime (pentru deseuri nepericuloase, respectiv periculoase) cu un coeficient de permeabilitate inferiorvalorii de 10-9 m/s, Debitul ce traverseaza bariera geologica poate fi calculat cu ajutorul legii Darcy, considerand ca bariera estesaturata:

Q = k • i • A, unde: Q - debitul infiltrat, k - coeficientul de permeabilitate, i - gradientul hidraulic, A - suprafata. Cu notatiile din Figura 4-2:

h + H i = ----- H

Figura 4-2

Schema pentru calculul debitului infiltrat Astfel, pentru o suprafata A = 1 ha = 10.000 m2, o coloana de levigat de h = 0,50 m grosime si o barierageologica de H = 1 m grosime, rezulta:

1,5 Q = 10-9 • --- • 10.000 = 1,5 x 10-5 m3/s. 1,0

Pentru a diminua debitul la baza depozitului, prin solutiile constructive se prevede instalarea uneigeomembrane deasupra barierei geologice. In ipoteza in care se considera geomembrana este intacta, debitul de infiltratie nu poate fi calculat cu ajutorullegii Darcy, transportul de fluid nefiind unul de masa (advectiv), ci unul difuziv, se va aplica legea Fick:

J(D) = D i(c), unde: J(D) - fluxul chimic, D - coeficientul de difuzie, i(c) - gradientul chimic. In general, o geomembrana HDPE poate fi caracterizata printr-un coeficient de permeabilitate in sensul legii lui Darcy de 10-15 m/s. In cazul existentei unuia sau a mai multor defecte in geomembrana (de fabricatie sau realizate in timpulinstalarii sau executiei), debitul de infiltratie va fi calculat in functie de diametrul defectului. PRINCIPIUL 2: Gradientul hidraulic trebuie sa fie minim

Page 19 of 91


Pentru respectarea primului principiu referitor la minimizarea debitului de infiltratie prin sistemul de etansare,conform legii Darcy, trebuie ca gradientul hidraulic sa fie minim, respectiv aproape de unitate. In acest scop, trebuie prevazut un sistem de drenaj. Pentru dimensionarea acestuia se calculeaza debitul evacuat prin sistemul de drenaj pe baza legii Darcy. Materialele utilizate pentru realizarea drenurilor minerale trebuie sa fie inerte fata de levigat. Pentru exemplificare se continua calculul pentru suprafata depozitului de 1 ha. Astfel, pentru un dren mineralde 0,5 m grosime pe o suprafata de 100 x 100 m2 si un debit necesar a fi drenat de 1 m3/h:

- daca k = 10-4 m/s (nisip), rezulta un gradient hidraulic:

1 m3/h i = ------------------------- = 0,05, adica o panta de 5 m/100 m, ceea ce este inacceptabil. 10-4 m/s • (0,5 x 100) m2

- daca k = 10-2 (pietris), rezulta:

1 m3/h

i = ------------------------- = 5,5 x 10-4, adica o panta de 5 cm/100 m, ceea ce poate fi acceptat.

10-2 m/s • (0,5 x 100) m2

Rezulta ca straturile minerale drenante trebuie sa aiba coeficienti de permeabilitate de ordinul a 10-2 m/s. Grosimea recomandata si in HG nr. 162/2002 este de 0,50 m. PRINCIPIUL 3: Etansarea trebuie sa fie durabila Sistemul de etansare-drenaj trebuie sa reziste pe termen lung solicitarilor enumerate in paragraful 3.3, avand invedere si caracterul de lucrari ascunse. PRINCIPIUL 4: Etansarea de suprafata trebuie sa fie eficace Atunci cand exista posibilitatea de producere de gaze si a emanarii acestora in atmosfera sau a unor mirosuri,sistemul de etansare-drenaj de suprafata este obligatoriu (conform paragraful 2.2.2). In lipsa unui risc pronuntat(ca de exemplu la depozitele de deseuri inerte) este suficienta o acoperire a depozitului realizata numai dinpamant local. Acoperirea trebuie sa asigure si dezvoltarea vegetatiei pentru incadrarea zonei in peisaj, de aceea serecomanda asternerea in suprafata a unui strat de sol vegetal. PRINCIPIUL 5: Pe cat posibil, este de preferat un amplasament avand conditii naturale de etansare Cerintele referitoare la amplasament existente in legislatia romana in vigoare sunt diferentiate in functie de tipuldeseurilor depozitate, impunand o bariera geologica minimala de 1 m sau 5 m, cu o permeabilitate de 10-9 m/s sau 10-7 m/s. In cazul nesatisfacerii de catre amplasament a acestor conditii se vor utiliza alte etansari mineralesau sintetice in completarea barierei geologice existente care nu indeplineste cerintele prevazute, cu conditiademonstrarii echivalentei dintre sistemul propus si cel impus (paragraful 4.2). Chiar pentru solutiile ce utilizeazapreponderent materiale geosintetice se prevede un minim necesar de 0,5 m de argila cu permeabilitatea impusacare trebuie sa existe sub depozit. Conditiile naturale de etansare optime implica existenta unei bariere geologice cu grosime cat mai mare sicaracterizata de o permeabilitate cat mai redusa (practic impermeabila). De asemenea, nivelul apei subteranetrebuie sa se afle la o adancime cat mai mare fata de baza depozitului, minimul fiind de 1 m. In situatia existentei unei panze de apa subterana la adancimi mici trebuie prevazute sisteme de coborare anivelului apei subterane sau sisteme care sa poata prelua in conditii de siguranta levigatul: puturi de pompare(Figura 4-3), galerii subterane (Figura 4-4), incinte etanse (Figura 4-5). In general, amplasamentele cu sisteme hidrogeologice nefavorabile vor fi evitate.

Figura 4-3

Puturi de pompare

Page 20 of 91


Figura 4-4

Galerii de depresionare

Figura 4-5

Pompare din incinta etansa PRINCIPIUL 6: Toate lichidele poluate trebuie epurate Depozitul trebuie prevazut cu sisteme de colectare a levigatului care sa il conduca fie la statia de epurareproprie, fie la o statie de epurare oraseneasca, cu o eventuala tratare prealabila, in functie de compozitia sa. Atunci cand este posibil, este preferata o solutie cu un drenaj gravitational al apelor poluate (Figura 4-6).

Figura 4-6

Evacuarea gravitationala a levigatului S-a constatat ca levigatul "proaspat" provenit de la deseurile menajere este mai usor de tratat si epurat decat cel "vechi". Inchiderea periodica cu materiale impermeabile a unor zone din depozit (prevazuta si in normativulMAPM) conduce la colectarea levigatului proaspat din straturile superioare de deseuri printr-un sistem adecvat. 4.2. Echivalenta sistemelor de etansare 4.2.1. Aspecte generale In cazul unor amplasamente care nu satisfac conditiile geologice recomandate si necesare pentru o functionarein conditii de siguranta a depozitului, solutia pentru sistemul de etansare se va proiecta astfel incat sa fieechivalent din punct de vedere functional cu sistemul impus prin legislatia actuala (referinta HG 162/2002). Pentru a demonstra echivalenta dintre diferitele sisteme care utilizeaza materiale diferite (sintetice sau naturalesau combinatii ale acestora) trebuie relevate si comparate diferentele de comportament. Criteriile pe baza carora se judeca echivalenta sistemelor de etansare sunt cele hidraulice, fizice, mecanice si

Page 21 of 91


cele legate de punerea in opera. Atunci cand se inlocuieste un material cu un altul, pe de o parte trebuie studiate comparativ proprietatile lor, iarpe de alta parte performantele sistemului in ansamblul sau. Pentru exemplificare se prezinta modul de echivalare a unor sisteme de etansare prin raport cu cerintele dinlegislatia nationala actuala (referinta HG 162/2002) care prevede necesitatea utilizarii geomembranei la bazadepozitelor, atat pentru deseurile nepericuloase, cat si periculoase. Echivalarea care poate fi propusa in acesteconditii este intre bariera geologica prevazuta si un alt sistem care poate fi alcatuit dintr-un teren cu caracteristici inferioare celor prevazute (grosime, coeficient de permeabilitate) plus un strat de argila compactata si/sau ungeocompozit bentonitic (Figura 4-7).

Figura 4-7

Sisteme de etansare comparate Tabelul 4-1 prezinta, orientativ, pentru stratul de argila compactata si geocompozitul bentonitic, elementele de comparatie bazate pe caracteristicile general acceptate ale acestora. Comparatiile sunt dependente in modhotarator de caracteristicile fiecarui produs in parte. Problema echivalarii argila compactata/geocompozit bentonitic se poate pune si in ceea ce priveste etansareade suprafata (Tabelul 4-2).

Tabelul 4-1

Comparatie argila compactata (k = 10-9 m/s) geocompozit bentonitic pentru etansare de baza la un depozit de deseuri

+---------+------------------------------------+--------------------------------+-------------+ | | | Geocompozitul bentonitic este |Performantele| |Criteriu | Parametru +----------+----------+----------+ depind de | | | | Mai |Echivalent|Mai putin | amplasament | | | |performant| |performant|sau de produs| +---------+------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Debit (flux) de levigat | | x | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Capacitate de adsorbtie chimica | | | x | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ |Hidraulic|Timp de traversare a levigatului | | | | x | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Curgere la contactul cu geomembrana | x | | | | +---------+------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Tasarea generalizata a stratului | | x | | | | |suport | | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Tasarea diferentiata a stratului | x | | | | | Mecanic |suport | | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Stabilitate pe pante | | | | x | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Rezistenta la poansonare | | | x | | +---------+------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Sensibilitate la calitatea stratului| | | x | | | |suport | | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+

Page 22 of 91


| |Usurinta de punere in opera | x | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ |Executie |Disponibilitate | x | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Dificultati de executie legate de | | | | x | | |restrictii climatice | | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Controlul calitatii | | x | | | +---------+------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+

4.2.2. Criterii hidraulice Criteriile hidraulice sunt definitorii in stabilirea echivalentei pentru sistemele de etansare. Principalii parametricaracteristici necesar a fi calculati sunt: - debitul de infiltratie prin sistemul de etansare; - debitul de infiltratie prin defectele geomembranei; - debitul de infiltratie pe sub geomembrana (la contactul geomembrana cu stratul de dedesubt); - timpul de traversare a lichidelor prin sistemul de etansare; - capacitatea de absorbtie a substantelor chimice; - fluxul de substante chimice care traverseaza etansarea.

Tabelul 4-2

Comparatie argila compactata - geocompozit bentonitic pentru etansare de suprafata la un depozit de deseuri

+---------+------------------------------------+--------------------------------+-------------+ | | | Geocompozitul bentonitic este |Performantele| |Criteriu | Parametru +----------+----------+----------+ depind de | | | | Mai |Echivalent|Mai putin | amplasament | | | |performant| |performant|sau de produs| +---------+------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Debit (flux) de apa | | x | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Timp de traversare a apei | | | | x | |Hidraulic+------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Curgere la contactul cu geomembrana | x | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Permeabilitate la gaz | | | | x | +---------+------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Comportarea la inghet-dezghet | x | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Comportare la umezire-uscare | x | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Tasare generalizata a stratului | | x | | | | Mecanic |suport | | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Tasare diferentiata a stratului | x | | | | | |suport | | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Stabilitate pe pante | | | | x | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Rezistenta la poansonare | | | x | | +---------+------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Calitatea stratului suport | | | x | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Usurinta de punere in opera | x | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ |Executie |Viteza de executie | x | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Disponibilitate | x | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Dificultati de executie legate de | | | | x | | |restrictii climatice | | | | | | +------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+ | |Controlul calitatii | | x | | | +---------+------------------------------------+----------+----------+----------+-------------+

4.2.2.1. Debitul de infiltratie prin sistemul de etansare Asa cum s-a aratat, intrucat geomembrana apare in toate sistemele, ea fiind obligatorie, se vor compara materialele aflate sub aceasta, respectiv bariera geologica impusa de HG 162/2002 si cea reala, suplimentata fiecu un strat de argila compactata, fie cu un geocompozit bentonitic (Figura 4-7). Pentru calculul debitului de infiltratie se utilizeaza legea Darcy.

Q = k i A, (4.1)

Page 23 of 91


unde k este coeficientul de permeabilitate, i - gradientul hidraulic, A - suprafata. Pentru sistemele compuse din mai multe materiale se va calcula permeabilitatea echivalenta pentru curgereperpendiculara pe stratificatie:

n ___ \ / H(i) --- i=1 k(ech) = --------, (4.2) n ___ \ H(i) / ---- --- k(i) i=1

unde n este numarul de straturi minerale care compun etansarea. 4.2.2.2. Debitul de infiltratie prin defectele geomembranei Geomembranele sunt sensibile la poansonarea accidentala, dar ele pot avea si defecte aparute la fabricatiesau in dreptul sudurilor. Un studiu statistic realizat de Giroud (1989) a aratat ca: - defectele sunt, in general, localizate la nivelul sudurilor, - in absenta unui control de calitate adecvat, s-a constatat o frecventa a defectelor de unul la fiecare 10 m desudura; - in cazul unui control adecvat, frecventa scade la 1 defect la fiecare 300 m de sudura; - diametrul maxim al defectului care trece neobservat la control este de 3 mm; - diametrul maxim al unui defect provocat prin poansonare accidentala este de 10 mm; Pentru evaluarea debitului de infiltratie prin defecte trebuie tinut seama de calitatea contactului dintregeomembrana si stratul de etansare de dedesubt (Figura 4-8).

Figura 4-8

Calitatea contactului dintre geomembrana si stratul de dedesubt In scopul justificarii sistemului de etansare propus fata de prevederile legislative se poate utiliza urmatoareaformula semi-empirica (relatia nu este omogena dimensional):

+ + H +0,95 +

Q = 0,21 | 1 + 0,1 | --- | | a0,1 H0,9 k0,74 (4.3) + + h + +

unde:

Page 24 of 91


Q - debitul printr-un defect al geomembranei (m3/s), H - sarcina hidraulica pe geomembrana (m), h - grosimea componentei minerale a etansam (argila sau geocompozit bentonitic) (m), a - suprafata defectului (m2) si k - coeficientul de permeabilitate al componentei minerale (argila sau geocompozit bentonitic (m/s). Cu aceasta relatie se poate calcula raportul dintre debitele de infiltratie pentru sistemele de etansarecomparate. In expresia raportului dispare dimensiunea si numarul defectelor, marimi dificil de estimat. Seexemplifica pentru sistemele de tip geomembrana/argila si, respectiv geomembrana/bentonita/argila:

+ + H + + + H +0,95

0,21 N | 1 + 0,1 | ---- |0,95 | a0,1 H0,9 k(A)0,74 1 + 0,1 | ---- |

q(GM/A) + + h(A) + + + k(A) +0,74 + h(A) + --------- = ------------------------------------------------------ = | ------ | ---------------------- (4.4) q(GM/B/A) + + H +0,95 + + k(ech) + + H +0,95

0,21 N | 1 + 0,1 | ------ | | a0,1 H0,9 k(ech)0,74 1 + 0,1 | ------ | + + h(B+A) + + + h(B+A) +

in care: q(GM/A) - debitul unitar ce traverseaza un sistem compus dintr-o geomembrana si un strat de argila compactata datorita unui defect in geomembrana (sistem impus), q(GM/B/A) - debitul unitar ce traverseaza un sistem compus dintr-o geomembrana, bentonita si argila datorita unui defect in geomembrana, h(A) - grosimea stratului de argila in sistemul impus, h(B+A) - grosimea bentonitei + argila in sistemul propus, N - numarul de defecte pe unitatea de suprafata. Spatiul care ramane intre geomembrana si stratul de dedesubt, caracterizat prin calitatea contactului (Figura 4-8), permite curgerea laterala a levigatului. Transmisivitatea, theta a acestui spatiu poate fi determinata cu formula:

ro g s3

theta = ------- (4.5) 12 eta

unde: ro - densitatea lichidului (kg/m3), g - acceleratia gravitationala (m/s2), s - spatiul dintre etansari (m) si eta - vascozitatea lichidului (kg/m/s). In cazul utilizarii unui geocompozit bentonitic, acest contact poate fi imbunatatit datorita faptului ca in zonapliului bentonita se va umfla sub efort normal scazut si va umple acest gol. Un alt element care influenteazacontactul in cazul particular al geocompozitelor bentonitice este aplicarea unui efort normal pe geomembrana,existand astfel posibilitatea ca bentonita sa poata iesi prin deschiderile geotextilului. In cazul sistemului cu geocompozit bentonitic, hidratarea bentonitei se face doar prin intermediul defectului.Permeabilitatea bentonitei scade odata cu umiditatea, functie de porozitatea sa, care este la randul ei dependentade efortul normal aplicat. Levigatul continuand sa se infiltreze prin defect, suprafata bentonitei hidratate crestepana cand se atinge un echilibru intre debitul prin defect si debitul prin stratul de bentonita hidratata. In acestmoment, curgerea are regim permanent si levigatul ce trece prin defect va continua sa se infiltreze lateral pe lainterfata geomembrana/geocompozit bentonitic. In general, suprafata pe care se realizeaza aceasta curgerelaterala se numeste suprafata udata, care, in cazul particular al geocompozitelor bentonitice, coincide cusuprafata hidratata, deoarece se considera ca defectul este singura sursa de hidratare a bentonitei. 4.2.2.3. Timpul de traversare Timpul de traversare reprezinta timpul in care lichidul (levigatul sau apa) ajunge sa strabata intreg sistemul deetansare prin transport advectiv, datorita unui defect in geomembrana. In general, este considerat ca ungeocompozit bentonitic, datorita grosimii sale extrem de reduse, este inferior unui strat de argila din acest punctde vedere.

Page 25 of 91


Pentru un sistem compus se utilizeaza urmatoarea expresie (Giroud, 1997):

n h t(trav) = -------------------------, (4.6) + + H +0,95 + k | 1 + 0,1 | --- | | + + h + +

unde: t(trav) este timpul de traversare prin sistemul de etansare, H - sarcina hidraulica, h - grosimea stratului mineral, n - porozitatea stratului mineral, k - coeficientul de permeabilitate. 4.2.2.4. Capacitatea de adsorbtie a substantelor chimice Capacitatea de adsorbtie a substantelor chimice este mai mica in cazul unui geocompozit bentonitic fata de unstrat de argila de 5 m grosime. Acest parametru nu este impus in nici o legislatie, nationala sau internationala, dar poate constitui un factorimportant atunci cand toxicitatea levigatului este foarte mare. Din acest punct de vedere trebuie considerate separat substantele anorganice si cele organice. Adsorbtia substantelor anorganice este controlata de schimbul cationic si de procese cum ar fi precipitarea, intimp ce pentru substantele organice este definitorie cantitatea de carbon organic din teren, ca si solubilitatea inapa a substantelor organice etc. Pentru substantele anorganice, masa maxima adsorbita pe unitatea de suprafata a etansarii, rezultata dinschimbul cationic, poate fi definita ca:

M = C ro(d) h, (4.7)

unde: M este masa de substanta adsorbita, C - capacitatea de adsorbtie cationica (masa maxima de substanta adsorbita pe unitatea de masa de pamantuscat), ro(d) - densitatea uscata a pamantului, h - grosimea stratului mineral al etansarii. Intrucat raportul grosimilor dintre un geocompozit bentonitic si bariera geologica impusa, de 5 m de exemplu,este foarte mic (0,002), rezulta ca e nevoie de un coeficient de adsorbtie de cca 1.000 ori mai mare pentrubentonita decat pentru argila, ceea ce este putin probabil. Asocierea geocompozitului cu stratul de terensuplineste acest neajuns. Capacitatea de schimb cationic a bentonitei este de ordinul 100-150 meq/100 g, iar cea a argilei de tipul celei cerute de legislatie de 3-30 meq/100 g. Se poate scrie raportul capacitatilor de adsorbtie cationica, R ca fiind egal cu:

C(B) C(B) h(B) R = ---- = ----------- ----, (4.8) C(A) ro(dB) h(A) C(A) ------ ro(dA)

unde:

Page 26 of 91


C(B) este capacitatea de schimb cationic a bentonitei, C(A) - capacitatea de schimb cationic a argilei, ro(dB) - densitatea in stare uscata a bentonitei, ro(dA) - densitatea in stare uscata a argilei, h(B) - grosimea de bentonita si h(A) - grosimea stratului de argila. Schimbul cationic este, insa, doar unul din procesele care afecteaza adsorbtia, precipitarea fiind un alt aspectimportant. De aceea, pentru o comparatie realista trebuie luati in considerare si alti factori, cum ar fi pH-ul solutiei sau alte caracteristici specifice amplasamentului studiat. Adsorbtia este relevanta doar pe termen scurt, odata cu atingerea starii de permanenta a transportului demasa, capacitatea de adsorbtie este epuizata. Echivalenta din acest punct de vedere ar trebui evaluata, daca seconsidera necesara, pe o perioada specificata de timp. 4.2.2.5. Fluxul de substante chimice Transportul substantelor chimice in pamanturi fine, putin permeabile, se face prin difuzie. Legea careguverneaza procesul de difuzie este legea lui Fick (prima lege):

J(D) = D i(c), (4.9)

unde: J(D) - fluxul difuziv, D - coeficient de difuzie, i(c) - gradientul chimic. Coeficientul de difuzie atinge valoarea sa maxima, notata, D0, pentru o solutie cu dilutie infinita. In cazul difuziei prin pamanturi, exista o serie de factori care influenteaza procesul: reducerea suprafetei decurgere datorita prezentei particulelor, influenta campului de forte electrice al complexului de adsorbtie,intarzierea anumitor elemente chimice ca rezultat al schimbului ionic si al adsorbtiei de catre mineralele argiloasesi materiile organice, biodegradarea substantelor organice care sunt difuzate, transportul osmotic. In acest caz se aplica a doua lege a lui Fick:

dc d2c

-- = D(e) ---, (4.10) dt dx2

unde: c - concentratia, x - distanta fata de sursa, t - timpul, D(e) este coeficientul efectiv de difuzie. Pentru determinarea coeficientului efectiv de difuzie, D(e) se poate utiliza urmatoarea relatie:

D(e) = D0n, (4.11)

unde: n este porozitatea stratului prin care se face difuzia. Daca fluxul difuziv este calculat cu prima lege a lui Fick, atunci D(e) trebuie calculat pentru suprafata reala dedifuzie, adica trebuie inmultit cu n. Pentru cazul difuziei printr-un pamant saturat, coeficientul D(e) are valori de ordinul 2 x 10-10 - 2 x 10-9 m/s. In cazul in care exista si reactii de sorbtie-desorbtie si cand exista o relatie de liniaritate intre cantitatea

Page 27 of 91


adsorbita si concentratia de echilibru, legea lui Fick se transforma in:

dc D(e) d2c

-- = ---- • ---, (4.12) dt R(d) dx2

unde R(d) se numeste factor de intarziere, egal cu:

ro(d) R(d) = 1 + ----- K(d), (4.13) theta

cu: ro(d) - densitatea in stare uscata a pamantului, theta - umiditatea volumica si K(d) - coeficient de distributie, care defineste cantitatea unei substante care a fost adsorbita de catre pamant pentru o variatie unitara a concentratiei de echilibru. Pentru dimensionarea, respectiv, verificarea sistemelor de etansare ale depozitelor de deseuri din acest punctde vedere este prezentata in continuare o metoda de estimare a concentratiei poluantilor in acvifer, aval dedepozit. Calculul se face pe lungimea maxima a depozitului, paralela cu directia de curgere a apei subterane. Comparand concentratia de poluant calculata aval de depozit cu concentratia admisibila in acvifer se verificadaca sistemul de etansare propus este eficient din punct de vedere al limitarii poluarii apelor subterane. Considerand un depozit de deseuri ca cel prezentat in Figura 4-9, debitul de poluant care trece prin unitatea de suprafata a sistemului de etansare si a terenului de fundare, J(v) este (Manassero & Shackelford, 1994):

Figura 4-9

Schema de calcul pentru concentratia relativa de poluant in acvifer

Page 28 of 91


c0 • e^P - c(x)

J(v) = q --------------- (4.14) e^P - 1

in care: q = k • i - viteza de infiltratie dupa legea lui Darcy; c0 - concentratia de poluant in levigat; c(x) - concentratia de poluant in acvifer la distanta x fata de sectiunea amonte a depozitului; c(b) - concentratia de poluant in acvifer amonte de depozit;

q(r) • L(e) q • L(e) k(e) • DELTA h P = ----------- = ----------- = -------------- - numarul lui Peclet; (4.15) D(e) n(e) • D(e) n(e) • D(e)

L - grosimea sistemului de etansare si a terenului de fundare deasupra nivelului apei subterane. Scrierea unei ecuatii de bilant aval de depozit conduce la determinarea concentratiei de poluant in acvifer(Manassero et al., 2000):

+ e^P + + +| ------- | c(x) - c(b) | q • x |+ 1 - e^P + R(c) = ----------- = l - | 1 + ----- | (4.16) c0 - c(b) | Q |

+ +

in care: Q = k(a) i(a) t[aq(eq)] - debitul de apa din acvifer determinat pe metrul liniar in sectiunea amonte de depozitul de deseuri; l - lungimea maxima a depozitului de deseuri paralela cu directia de curgere a apei subterane. Pentru determinarea concentratiei relative, respectiv, a concentratiei c1 de poluant in acvifer, sistemul de etansare (de regula multistrat) si terenul de fundare, vor fi inlocuite cu un strat echivalent avand urmatoareleproprietati:

___ \ - grosimea echivalenta: L(e) = / L(i) (4.17) --- ___ \ / L(i) --- - porozitatea echivalenta: n(e) = -------- (4.18) ___ \ L(i) / ---- --- n(i)

Page 29 of 91


___ \ / L(i) --- - coeficientul de permeabilitate echivalent: k(e) = -------- (4.19) ___ \ L(i) / ---- --- k(i) ___ \ L(i) / ---- --- n(i) - coeficientul de difuzie echivalent: D(e) = ------------- (4.20) ___ \ L(i) / --------- --- n(i) D(i) k(e) • DELTA h - numarul lui Peclet: P = -------------- (4.21) n(e) D(e)

Grosimea de calcul a acviferului poate fi cel mult egala cu grosimea acestuia; ea se refera la zona din acvifer incare se propaga unda de poluare si este data de relatia (E.P.A., 1996).

+ q • l + | -------------------| +-------------- | k(a) • i(a) • t(aq)| t(aq) (eq) = \| 2 alfa(z) • l + t(aq)| 1 - e | si t(aq) (eq) <= t(aq) (4.22) + +

in care: k(a) - coeficientul de permeabilitate orizontal al acviferului; i(a) - gradientul hidraulic in acvifer; alfa(z) - dispersivitatea acviferului; t(aq) (eq) - grosimea de calcul a acviferului; t(aq) - grosimea reala a acviferului. 4.2.3. Criterii mecanice Aspectele care trebuie luate in considerare pentru comparatia din punct de vedere mecanic sunt: - comportarea la inghet-dezghet, - comportarea la cicluri de inghet-dezghet, - comportarea la tasari uniforme si diferentiate, - stabilitatea pe pante, - sensibilitatea la eroziune, - capacitatea portanta. Aceste aspecte vizeaza comportarea materialului in sine, mai putin a sistemului de etansare in ansamblul sau,cu exceptia stabilitatii pe pante. Aceasta din urma trebuie tratata nu numai din punctul de vedere al stabilitatii unuiprodus, ci si al "sandwich-ului" multi-bariera, putand exista suprafete de cedare la contactul dintre doua materiale.Acest aspect va fi tratat in capitolul 5. O comparatie a caracteristicilor tehnice ale fiecarui produs si o buna cunoastere a acestora sunt, in general,suficiente pentru a demonstra echivalenta din acest punct de vedere. 4.2.4. Criterii de executie Urmatoarele aspecte trebuie analizate de catre proiectant: - rezistenta la poansonare si capacitatea de autocicatrizare in corelatie cu calitatea stratului suport, - usurinta instalarii sau punerii in opera, - viteza de constructie, - disponibilitatea materialelor,

Page 30 of 91


- necesarul de apa pentru punerea in opera, - restrictii legate de factorii climatici, - controlul calitatii punerii in opera.

5. PROIECTAREA SISTEMELOR DE ETANSARE DE BAZA CU MATERIALE GEOSINTETICE 5.1. Sisteme de etansare simple cu geomembrana In Figura 5-1 sunt prezentate diferite posibilitati de realizare a sistemelor de etansare simple cu geomembrane pentru depozite de deseuri solide, iar in Figura 5-2 pentru amenajari constructive ce adapostesc substante lichidesau semi-lichide pe perioade determinate de timp.

Figura 5-1

Sisteme de etansare simple cu geomembrana pentru depozite de deseuri solide

5.1.1. Alegerea tipului de geomembrana Geomembranele pot fi de mai multe tipuri, functie de polimerul utilizat: - PVC - policlorura de vinil, - CPE - polietilena clorurata, - CSPE - polietilena clorosulfonata, - EPDM - etilena propilena diena terpolimer, - HDPE - polietilena de inalta densitate, - MDPE - polietilena de medie densitate, - LDPE - polietilena de joasa densitate, - VLDPE - polietilena de foarte joasa densitate. Pentru depozitele de deseuri cele mai utilizate sunt geomembranele din HDPE, datorita bunei lor rezistente laatacuri chimice, dar, teoretic, toate tipurile pot fi folosite. Normativul MAPM precizeaza ca: "geosinteticele utilizate ca strat principal de etansare pot fi geomembrane dinpolietilena de inalta densitate fabricate prin extrudere la grosimi de 2-4 mm", dar ca "alegerea tipului si a grosimii optime se face pentru fiecare caz in parte, tinand seama de cerintele de rezistenta si stabilitate specifice".

Page 31 of 91


Figura 5-2

Sisteme de etansare simple cu geomembrana pentru constructii de inmagazinare a unor substante lichide

Alegerea tipului de geomembrana pentru etansarea de baza trebuie sa se bazeze in primul rand pe rezistentachimica a acesteia la actiunea acelor substante chimice ce se gasesc in levigat. In cazul deseurilor menajere inspecial, dar si in alte cazuri, compozitia chimica a levigatului este dificil de estimat, de aceea se considera ceamai pesimista compozitie, ceea ce genereaza larga utilizare a geomembranelor HDPE. Printre dezavantajele geomembranei HDPE se pot enumera: - datorita cristalinitatii sale, poate fi sensibila la fisurare datorita factorilor de mediu, - datorita coeficientului mare de expansiune termica si a rigiditatii sale se adapteaza greu la conditiile terenului subiacent, - are un coeficient de frecare mic pentru varianta neteda, stabilitatea pe pante imbunatatita prin utilizarea variantelor rugoase (texturate), - are alungiri mici la solicitarea de tractiune tridimensionala (axial simetrica), de aceea nu este adaptata utilizarii pe straturi suport foarte compresibile si neomogene. Geomembranele din PVC sunt utilizate foarte mult la etansarea constructiilor pentru inmagazinareasubstantelor lichide sau semi-lichide, fiind mai flexibile, putand fi fabricate in panouri de latime mare, iar imbinarile se fac prin sudura cu solvent, mai simplu de realizat. In schimb, durabilitatea lor nu este foarte buna, de aceeasunt recomandate pentru durate de viata mai mici. 5.1.2. Determinarea grosimii geomembranei Grosimea necesara a geomembranei se determina in functie de presiunile ce se vor exercita si de deformatiilece pot apare datorita: - tasarilor diferentiate a stratului suport, - tasarilor umpluturilor de sub geomembrana, - tasarilor locale datorate unor zone moi etc. Schema de principiu este prezentata in Figura 5-3.

Page 32 of 91


Figura 5-3

Schema de calcul pentru determinarea grosimii geomembranei Din conditia de echilibru in directie orizontala rezulta:

F cos beta = T(S) + T(I) (5.1)

sau:

sigma(adm) t(g) cos beta = [p tan delta(S) + p tan delta(I)] x, (5.2)

unde: F - forta mobilizata in geomembrana datorita tasarii DELTA H, t(g) - grosimea geomembranei, T(S) - forta de frecare pe fata superioara a geomembranei, T(I) - forta de frecare pe fata inferioara a geomembranei, sigma(adm) - efortul de intindere admisibil in geomembrana, p - presiunea aplicata pe geomembrana de deseurile depozitate, delta(S) - unghiul de frecare dintre fata superioara a geomembranei si materialul de deasupra, egal cu zero daca este vorba de un deseu lichid, delta(I) - unghiul de frecare dintre fata inferioara a geomembranei si materialul de dedesubt, x - distanta orizontala pe care se mobilizeaza deformatia geomembranei; variaza intre 5 cm si 25 cm (Koerner, 1994); se poate determina prin incercari de laborator. Rezulta grosimea necesara de geomembrana:

p x t(g) = -------- • ---------- [tan delta(S) + tan delta(I)]. (5.3) cos beta sigma(adm)

In alegerea grosimii geomembranei trebuie tinut cont si de echipamentul de constructie care va fi utilizat si degrosimea stratului de protectie prevazut, de operatiile de curatire, nivelare etc, ce pot apare pe timpul exploatarii. De asemenea, trebuie avut in vedere ca, pentru geomembranele HDPE, o data cu grosimea creste sirigiditatea. 5.1.3. Curgerea prin geomembrane Levigatul sau orice alt lichid poate trece prin geomembrana prin doua mecanisme: - difuzia lichidelor sau vaporilor prin geomembrana intacta; - curgerea prin defectele geomembranei. 5.1.3.1. Curgerea prin geomembrana intacta Pentru a aprecia permeabilitatea geomembranelor intacte la presiuni scazute se utilizeaza parametrul WVT -water vapour transmission - determinat avand ca referinta SR EN 1931. Rezultatele acestei incercari suntprelucrate cu ajutorul legii Fick (vezi paragraful 4.2.2.5.):

Page 33 of 91


M D(g) DELTA p WVT = -- = ------------, (5.4) At t(g)

unde: WVT - transmisia vaporilor de apa (g/m2 zi), M - masa de vapori care migreaza prin geomembrana, A - suprafata geomembranei, t - timpul, D(g) - coeficientul de difuzie al geomembranei pentru vapori de apa, DELTA p - diferenta de presiune de vapori intre cele doua fete ale geomembranei, t(g) - grosimea geomembranei. Pentru a aprecia permeabilitatea geomembranelor intacte la presiuni mai mari se utilizeaza un permeametrusimilar celui folosit pentru pamanturi si legea Darcy:

Q(g) k(g) DELTA H m(g) v(g) = ---- = ------------ = ---- (5.5) A t(g) t(g)

unde: v(g) - viteza de curgere prin geomembrana, Q(g) - debitul prin geomembrana, k(g) - coeficientul echivalent de permeabilitate al geomembranei, DELTA h - diferenta de sarcina hidraulica pe geomembrana, t(g) - grosimea geomembranei, m(g) - coeficientul de migratie al geomembranei. Se pot scrie urmatoarele relatii, combinand cele doua legi, Darcy si Fick:

ro m(g) WVT = ------- t(g) (5.6) DELTA p k(g) WVT = ------------ g t(g)

unde ro este densitatea lichidului. Pe baza acestor ecuatii se pot trasa curbe de variatie a coeficientului de migratie, m(g) functie de diferenta depresiune, DELTA p, pentru diferite tipuri de geomembrane, cum sunt cele din Figura 5-4.

Page 34 of 91


Figura 5-4

Variatia coeficientului de migratie functie de presiune si tipul de geomembrana (Sharma, Lewis, 1994)

5.1.3.2. Curgerea prin defectele geomembranei Pentru modelarea curgerii prin defectele geomembranei de dimensiuni foarte mici se poate face o paralela cucurgerea printr-un tub, utilizandu-se ecuatia Poiseuille:

pi ro g H d4

Q = ------------, (5.7) 128 eta t(g)

unde: Q - debitul prin defect, ro - densitatea lichidului, H - sarcina hidraulica pe geomembrana, d - diametrul defectului (considerat circular), eta - viscozitatea dinamica a lichidului, t(g) - grosimea geomembranei. Curgerea este insa, in mod evident, afectata de permeabilitatea straturilor de sub si de deasuprageomembranei, ca si de calitatea contactului dintre ele (vezi paragraful 4.2.2.2). Pentru curgerea prin defecte de dimensiuni mai mari, daca se considera ca materialele in contact cugeomembrana sunt infinit permeabile, se poate utiliza legea Bernoulli:

+----- Q = 0,6 a \| 2gH, (5.8)

unde: Q - debitul, a - suprafata defectului, H - sarcina hidraulica pe geomembrana. Daca permeabilitatea materialelor in contact cu geomembrana este mai mare de 0,1 cm/s (10-3 m/s), acestea sunt considerate permeabile. Daca geomembrana este utilizata ca sistem de etansare simplu, ea trebuie instalata direct pe terenul natural(bariera geologica), care, conform normelor in vigoare, trebuie sa aiba o permeabilitate foarte scazuta. Daca exista un defect in geomembrana, lichidul va trece prin acesta, apoi va curge lateral prin spatiul dintrecele doua materiale si, in final, se va infiltra prin stratul mineral de dedesubt (Figura 5-5). In figura spatiul dintre geomembrana si terenul de dedesubt este desenat exagerat pentru a ilustra curgerea la interfata. Se presupuneo curgere verticala, iar R este raza suprafetei hidratate.

Page 35 of 91


Figura 5-5

Migrarea lichidelor prin defectele geomembranei in contact cu un mediu putin permeabil

Calitatea contactului dintre geomembrana si stratul de dedesubt poate fi calificata drept (vezi si Figura 4-8): - buna (contact perfect), daca geomembrana este instalata cu minimum de pliuri, iar stratul mineral de dedesubt a fost compactat si nivelat corespunzator; - slaba (contact imperfect), daca geomembrana are pliuri si/sau stratul de dedesubt are neregularitati si nu a fost compactat corespunzator. Sarcina hidraulica, H pe o geomembrana instalata pe o panta se defineste conform schemelor din Figura 5-6.

Figura 5-6

Sarcina hidraulica pe geomembrana instalata pe panta Defectele ce pot aparea in geomembrane pot fi (Figura 5-7): - circulare, de suprafata, a si diametru, d; - patrate, de latura, b, - dreptunghiulare, de lungime, B si latime, b, - infinit lungi (B = infinit) de latime, b.

Figura 5-7

Tipuri de defecte in geomembrana Toate ecuatiile de mai jos sunt semi-empirice si nu sunt omogene dimensional. In acest sens trebuie utilizate urmatoarele unitati de masura: H [m], h [m], B [m], b [m], a [m2], k [m/s], Q [m3/s] Sarcini hidraulice mici: H < h Pentru cazul cand sarcina hidraulica pe geomembrana este mai mica decat grosimea stratului mineral, debitulcare trece prin defectul geomembranei este:

Page 36 of 91


> defect circular

Q = C • a0,1 H0,9 k0,74 = 0,976 C • d0,2 H0,9 k0,74 (5.9)

unde C este un coeficient adimensional al contactului, definit de Giroud (1989) astfel: C = 0,21 - contact perfect, C = 1,15 - contact imperfect. > defect patrat

Q = C • b0,2 H0,9 k0,74 (5.10)

cu aceleasi valori ale lui C. > defect infinit lung

Q = C(infinit) • b0,1 H0,45 k0,87, [m2/s] (5.11)

C(infinit) = 0,52 - contact perfect, C(infinit) = 1,22 - contact imperfect. > defect dreptunghiular

Q = C • b0,2 H0,9 k0,74 + C(infinit) (B - b) b0,1 H0,45 k0,87 (5.12)

Sarcini hidraulice mari: H > h > defect circular

Q = C • i(med) • a0,1 H0,9 k0,74 (5.13)

> defect patrat

Q = C • i(med) • b0,2 H0,9 k0,74 (5.14)

> defect infinit lung

Q = C(infinit) • i(med infinit) • b0,1 H0,45 k0,87 (5.15)

> defect dreptunghiular

Q = C • i(med) • b0,2 H0,9 k0,74 + C(infinit) • i(med infinit) • (B - b) b0,1 H0,45 k0,87 (5.16)

in care: i(med) este gradientul hidraulic mediu in stratul mineral pentru defect circular sau patrat, i(med infinit) este gradientul hidraulic mediu in stratul mineral pentru defect infinit lung. Valorile i(med) si i(med infinit) pot fi calculate folosind graficele din Figura 5-8 sau cu relatiile (5.17) (Giroud,

Page 37 of 91


1997).

Figura 5-8

Valorile gradientilor hidraulici medii pentru: a) defecte circulare sau patrate; b) defecte infinit lungi

Liniile punctate din Figura 5-8 reprezinta limitele superioara si inferioara ale intervalului de valori pentru i(med)si i(med infinit), deoarece pentru o valoare data a raportului H/h nu exista o valoare unica pentru i(med) si i(medinfinit). Liniile continui reprezinta curbele rezultate din ecuatiile urmatoare:

i(med) = 1 + 0,1 [H/h]0,95 (5.17)

i(med infinit) = 1 + 0,2 [H/h]0,95

Formulele prezentate mai sus sunt valabile in urmatoarele conditii: • pentru un defect circular, diametrul acestuia trebuie sa fie cuprins intre 0,5 mm si 25 mm; • pentru defecte de alta forma, latimea acestora trebuie sa fie cuprinsa intre 0,5 mm si 25 mm; • sarcina hidraulica pe geomembrana, H trebuie sa fie mai mica sau egala cu 3 m; • permeabilitatea stratului mineral, k trebuie sa fie mai mica sau egala cu o valoare maxima, k(max). Aceasta valoare maxima a permeabilitatii este considerata a fi de 10 ori mai mica decat permeabilitatea pentru caredebitul calculat cu una din ecuatiile precedente (5.9-5.16) si cel calculat cu ecuatia Bernoulli pentru curgere libera prin orificiu (ecuatia (5.8)) sunt egale. De exemplu, pentru defect circular de diametru d, k(max) rezulta egal cu:

+ +1/0,74

| | | 0,3891 d1,8 | k(max) = + ------------------------------- + (5.18) | + + H +0,95 + |

| C | 1 + 0,1 | --- | | H0,4 |

Page 38 of 91


| + + h + + | + +

Raza suprafetei hidratate datorita curgerii printr-un defect al geomembranei, R poate fi calculata utilizand legeaDarcy scrisa sub urmatoarea forma:

Q = k i pi R2 (5.19)

Rezulta:

+---------- R = \| Q/pi k i (5.20)

5.1.4. Stabilitatea pe pante a geomembranei Stabilitatea pe pante a geomembranei utilizata ca sistem de etansare simplu trebuie analizata din urmatoarelepuncte de vedere: • grosimea si rezistenta la tractiune a geomembranei trebuie sa fie suficiente pentru a-i suporta propria greutate atunci cand este instalata pe o panta abrupta; • eforturile induse in geomembrana de deseurile de deasupra trebuie sa fie mai mici decat rezistenta sa latractiune. Aceasta problema este in general rezolvata prin adoptarea de pante de cel putin 1:3 sau mai line si prinprotejarea geomembranei cu un geotextil. • in general, geomembranele sunt protejate cu un geotextil netesut; trebuie verificata stabilitatea acestuia pepanta, avand in vedere ca unghiul de frecare geotextil/geomembrana, ca si dintre geotextil si stratul mineral dedeasupra (in general strat de drenaj) este redus; • trebuie asigurata stabilitatea pe panta a stratului mineral de deasupra geomembranei (respectiv de deasuprageotextilului de protectie). 5.1.4.1. Greutatea proprie a geomembranei Cu notatiile din Figura 5-9:

Figura 5-9

Stabilitatea pe panta a geomembranei

G sin beta - F(f) sigma = ----------------- (5.21) t(g)

unde: sigma - efortul de intindere generat in geomembrana, G - greutatea geomembranei

1 x H G = gamma(g) t(g) -------- (5.22)

Page 39 of 91


sin beta

gamma(g) - greutatea volumica a geomembranei, t(g) - grosimea geomembranei, H - inaltimea pantei, beta - unghiul pantei fata de orizontala, F(f) - forta de frecare la interfata geomembrana - teren

F(f) = G cos beta tan delta, (5.23)

delta - unghiul de frecare geomembrana/teren. Se calculeaza factorul de siguranta, F(s):

sigma(adm) F(s) = ---------- (5.24) sigma

unde sigma(adm) este rezistenta admisibila la tractiune a geomembranei. 5.1.4.2. Stabilitatea sistemului geomembrana/geotextil de protectie Atunci cand peste geomembrana se aseaza un geotextil de protectie, pe langa interfata geomembrana/teren,trebuie analizate si interfetele geomembrana/geotextil si geotextil/strat mineral instalat deasupra. Aceasta problema va fi analizata in paragraful 5.3 pentru etansarile compozite. 5.1.4.3. Stabilitatea materialului mineral de deasupra geomembranei Deasupra geomembranei se poate gasi un strat mineral cu rol de acoperire si protectie si/sau un strat drenant.Grosimea acestuia poate fi constanta sau variabila de-a lungul pantei (grosime mai mare catre baza). Suprafata de cedare potentiala este, de regula, lineara, urmarind interfata cu frecarea cea mai redusa. O analiza simplista a stabilitatii unui strat mineral de grosime uniforma presupune calculul factorului destabilitate, F(s) adoptand schema de calcul din Figura 5-10. Aceste consideratii sunt valabile si in cazul existentei unui geotextil de protectie deasupra geomembranei, caz in care interfata va fi caracterizata prin unghiulcorespunzator de frecare.

Figura 5-10

Schema de calcul panta de lungime infinita

___ \ / forte rezistente --- N tan delta G cos beta tan delta tan delta F(s) = ---------------------- = ----------- = -------------------- = --------- (5.25) ___ G sin beta G sin beta tan beta \ / forte de alunecare ---

Page 40 of 91


unde: G - greutatea stratului mineral, N - rezultanta fortelor normale pe panta, beta - unghiul pantei fata de orizontala, delta - unghiul de frecare geomembrana/strat mineral. Pentru o analiza mai realista se poate adopta modelul penei, in care la baza pantei se afla o pana de pamantpasiva, iar la partea superioara exista o fisura datorata eforturilor de intindere (Figura 5-11). Suprafata de cedare urmareste taluzul, respectiv interfata geomembrana/strat mineral si apoi baza penei pasive.

Figura 5-11

Schema de calcul metoda penei: panta de lungime infinita, grosime constanta

Notatii: G(A) - greutatea penei active G(P) - greutatea penei pasive, N(A) - forta normala pe baza penei active, N(P) - forta normala pe baza penei pasive, C - forta de coeziune a penei pasive de-a lungul planului de cedare, C(a) - forta de adeziune dintre geomembrana si pamantul din pana activa, E(A) - reactiunea de pe pana activa datorata penei pasive, E(P) - reactiunea de pe pana pasiva datorata penei active, L - lungimea pantei, beta - unghiul pantei fata de orizontala, gamma - greutatea volumica a stratului mineral, Φ - unghiul de frecare interna al stratului mineral, h - grosimea stratului mineral Din ecuatiile de echilibru pe verticala si pe orizontala rezulta reactiunile E(A) si E(P) functie de factorul destabilitate, F(s). Factorul de stabilitate afecteaza fortele rezistente, respectiv:

N(A) tan delta + Ca - pentru pana activa: -------------------, (5.26) F(s) N(P) tan Φ + C - pentru pana pasiva: --------------. (5.27) F(s)

Punand conditia E(A) = E(B) rezulta o ecuatie de gradul 2 in F(s), a carei solutie este:

Page 41 of 91


+---------- -b + \| b2 - 4ac F(s) = ----------------- (5.28) 2a unde: a = [G(A) - N(A) cos beta] cos beta b = -[[G(A) - N(A) cos beta] sin beta tan Φ + [N(A) tan delta + (5.29) + C(a)] sin beta cos beta + sin beta [C + G(P) tan Φ]] c = (N(A) tan delta + C(a)) sin2 beta tan Φ

Atunci cand stratul mineral are o functie de drenaj pe care nu si-o indeplineste in totalitate datorita fie colmatarii partiale cu particule fine, fie proiectarii inadecvate, ca si in alte cazuri in care pot apare infiltratii, analiza destabilitate trebuie sa tina cont de presiunea apei din pori. In acest caz va exista o zona saturata pe o portiune sau pe intreaga grosime a stratului mineral. Infiltratia sepoate produce fie prin ridicare pe orizontala incepand de la baza, fie o ridicare dinspre exterior, paralel cu panta(Figura 5-12).

Figura 5-12

Metoda penei: cazul existentei unor infiltratii Cazul infiltratiei orizontale: Ridicarea apei pe orizontala se poate produce cand baza pantei este blocata datorita, de exemplu, capacitatiiinadecvate de drenare. Cu notatiile din Figura 5-13:

Figura 5-13

Cazul infiltratiei orizontale U(h) - rezultanta presiunii interstitiale ce actioneaza pe suprafata de separare dintre cele doua pene,

Page 42 of 91


U(n) - rezultanta presiunii interstitiale ce actioneaza perpendicular pe panta, U(v) - rezultanta presiunii interstitiale verticale ce actioneaza pe pana pasiva,

H - H(w) L1 = --------, (5.30)

sin beta H(w) h L2 = -------- • -----------------, (5.31)

sin beta sin beta cos beta H(w) L3 = --------, (5.32)

sin beta H - H(w) L4 = --------, (5.33)

sin beta h L5 = --------, (5.34)

sin beta h L6 = --------. (5.35)

cos beta

In acest caz rezulta:

+---------- -b + \| b2 - 4ac F(s) = ----------------- (5.36) 2a unde: a = G(A) sin beta cos beta - U(h) cos2 beta + U(h) b = -G(A) sin2 beta tan Φ + U(h) sin beta cos beta tan Φ - (5.37) - N(A) cos beta tan delta - [G(P) - U(v)] tan Φ c = N(A) sin beta tan delta tan Φ

Cazul infiltratiei paralele cu panta Aceasta situatie poate apare cand stratul mineral de deasupra geomembranei are o permeabilitate initiala preascazuta sau devine prea mica datorita colmatarii. Cu notatiile din Figura 5-14:

Figura 5-14

Cazul infiltratiei paralele cu panta

H h L'1 = -------- - -----------------, (5.38)

sin beta sin beta cos beta H L'2 = -------- (5.39)

Page 43 of 91


sin beta

Pentru calculul lui F(s) se utilizeaza ecuatia (5.36), in care termenii a, b, c au expresiile din ecuatiile (5.37), darpentru calculul fortelor implicate vor fi utilizate schemele din Figura 5-14. Strat mineral de grosime variabila Pentru imbunatatirea stabilitatii stratului mineral pe panta, se poate adopta o grosime mai mare spre baza. Pentru aplicarea metodei penei in acest caz, este data schema de calcul in Figura 5-15.

Figura 5-15

Strat mineral de grosime variabila Se considera o suprafata superioara a stratului mineral de inclinare constanta, omega fata de orizontala. Fortele de impingere a pamantului actioneaza pe o directie medie intre suprafata de unghi omega si panta deunghi beta, respectiv pe o directie inclinata cu (omega + beta)/2. Aplicand metoda penei in acest caz rezulta:

+--------- -b + \| b2 - 4ac F(s) = ----------------, (5.40) 2a

unde:

+ omega + beta + a = [G(A) - N(A) cos beta] cos| ------------ | + 2 + + + | + omega + beta + | | [G(A) - N(A) cos beta] sin| ------------ | tan Φ + [N(A) tan delta + | | + 2 + | b = -| | (5.41) | + omega + beta + + omega + beta + | | + C(a)] sin beta cos| ------------ | + sin | ------------ | [C + G(P) tan Φ]| | + 2 + + 2 + | + + + omega + beta + c = [N(A) tan delta + C(a)] sin beta sin| ------------ | tan Φ + 2 +

Analiza seismica Pentru evaluarea factorului de stabilitate pentru gruparea speciala de incarcari, cu considerarea actiuniiseismice, se poate utiliza metoda pseudo-statica, cu urmatoarea formula simplificata:

Page 44 of 91


F(sd) 1 ----- = ------------ (5.42) F(s) 1 + k(h) • m

in care: F(sd) - factor de stabilitate in gruparea speciala de actiuni; F(s) - factor de stabilitate in gruparea fundamentala de actiuni; m - panta taluzului; k(h) = alfa • k(s) k(s) - coeficient de intensitate seismica; k(h) - componenta orizontala a acceleratiei seismice; In cazul versantilor si taluzurilor, pentru valoarea alfa se admite o variatie liniara pe inaltime astfel: - la baza: alfa = 0,5 - la partea superioara (pe coronament): - alfa = 0,5 - pentru beta <= 15° - alfa = 0,6 - pentru 15° <- beta <= 30° - alfa = 0,7 - pentru beta >= 30° unde beta este unghiul de inclinare a pantei fata de orizontala. Calculand factorul de stabilitate cu metoda penei infinite au rezultat graficele prezentate in Figura 5-16, care permit determinarea factorului de stabilitate minim in static, F(s) pentru ca stabilitatea sa fie asigurata si in regimdinamic, cu F(sd) = 1,3.

Figura 5-16

Grafic de determinare a factorului de stabilitate minim la alunecare in gruparea fundamentala de actiuni, F(s) pentru a obtine F(sd) = 1,3

De exemplu, pentru zona seismica A [k(s) = 0,32], rezulta ca, pentru ca stabilitatea depozitului sa fie asiguratacu un factor de 1,3, trebuie ca in regim static factorul de stabilitate sa fie de 1,87 pentru o panta de 1:2,5. Pentru aputea obtine aceste valori ale factorului de stabilitate trebuie asigurate anumite valori ale unghiului de frecare peinterfata, delta care sunt prezentate in Figura 5-17.

Page 45 of 91


Figura 5-17

Valoarea unghiului delta necesar pentru a obtine F(sd)^min = 1,3 pentru k(s) = 0,32 si panta 1:2,5

Se observa ca pentru o panta de 1:2,5 si zona seismica A, trebuie ca cel mai mic unghi delta pe oricareinterfata sa fie 37°, ceea ce este aproape imposibil de obtinut. In aceleasi conditii, pentru o panta de 1:3 rezulta delta(min) = 33,5°, care poate fi obtinut prin utilizarea unei geomembrane texturate, de exemplu. Comparatiile efectuate intre cele doua metode prezentate, cea a pantei de lungime infinita si cea a penei, auaratat ca pana la inaltimi de 10 m rezultatele sunt apropiate, peste aceasta valoare a inaltimii fiind de preferatutilizarea metodei penei. 5.1.5. Sisteme de ancorare a geomembranei Materialele geosintetice instalate pe pante, deci si geomembrana din sistemul simplu de etansare, trebuieancorate la partea superioara a taluzului. Principalele sisteme de ancorare utilizate sunt (Figura 5-18): 1. prin acoperire simpla, 2. cu transee rectangulara, 3. cu transee in forma de "V". Sistemul de ancorare prin acoperire simpla poate fi utilizat in cazul in care forta de smulgere in ancorajinregistreaza valori reduse. Capacitatea ancorajului (forta de smulgere maxima ce poate fi preluata de ancoraj)este data de frecarea ce apare la interfata dintre geosintetic si terenul de fundare; frecarea dintre geosintetic simaterial drenant este egala cu zero datorita faptului ca in cazul unei alunecari a materialului geosintetic,concomitent cu el se va deplasa si volumul de pamant aflat deasupra acestuia. Cel mai adesea se utilizeazatranseea rectangulara. Transeea de ancorare in forma de V este utilizabila in pamanturi necoezive in care nu se pot executa sapaturicu taluz vertical. Capacitatea ancorajului este data de frecarea la partea inferioara a geosinteticului plus frecareala partea superioara pe lungimea formei in V a acestuia.

Page 46 of 91


Figura 5-18

Sisteme de ancorare Cu notatiile din Figura 5-18: 1. acoperire simpla

T(AT1) = gamma • l • d • tan delta(GM/teren), (5.43)

unde: T(AT1) - forta de frecare intre geomembrana si terenul de dedesubt, gamma - greutatea volumica a stratului de acoperire, d - grosimea stratului de acoperire, l - lungimea ancorajului, delta(GM/teren) - unghiul de frecare la interfata geomembrana - terenul de dedesubt. Ecuatia de echilibru pe orizontala:

T cos beta = T(AT1), (5.44)

unde T este forta din geomembrana data de greutatea materialelor de deasupra. Rezulta:

T cos beta - T sin beta tan delta(GM/teren) l = ------------------------------------------- (5.45) gamma d tan delta(GM/teren)

Page 47 of 91


2. transee rectangulara

T(AT) = T(AT1) + T(AT2) + T(AT3) + T(AT4) + T(AT5) T(AT1) = gamma • l • d • tan delta(GM/teren) T(AT2) = gamma • l(AT) [d + d(AT)] tan delta(GM/teren) T(AT3) = gamma • l(AT) [d + d(AT)] tan delta(GM/acoperire) + 2d + d(AT) + (5.46) T(AT4) = gamma(teren) [l - sin Φ(teren)] d(AT) | ---------- | tan delta(GM/teren) + 2 + + 2d + d(AT) + T(AT5) = gamma [l - sin Φ(acoperire)] d(AT)| ---------- | tan delta(GM/acoperire) + 2 +

unde, in plus fata de notatiile anterioare: delta(GM/acoperire) - unghiul de frecare dintre geomembrana si stratul de acoperire, d(AT) - adancimea transeei, l(AT) - latimea transeei, Φ(teren) - unghiul de frecare interna a terenului de sub geomembrana, Φ(acoperire) - unghiul de frecare interna a stratului de acoperire, gamma(teren) - greutatea volumica a terenului de sub geomembrana. T(AT1), T(AT2), T(AT3) sunt forte de frecare date de greutatea volumului de pamant de acoperire, in timp ce T(AT4) si T(AT5) au normala data de presiunea in stare de repaus a pamantului. Ecuatia de echilibru este:

T = T(AT), (5.47)

unde T este forta in ancoraj. Ambele dimensiuni ale transeei, d(AT) si l(at) sunt necunoscute, de aceea se porneste de la o valoare initiala auneia din ele si rezulta cealalta. In literatura de specialitate exista mai multe metode de evaluare a capacitatii transeei, diferentiate in specialprin considerarea mobilizarii rezistentei pasive, respectiv, a impingerii active a pamantului pe inaltimea transeei. 3. transee in "V"

T(AT) = T(AT1) + T(AT2) + T(AT3). (5.48)

Se aplica aceleasi formule ca pentru transeea rectangulara. 5.1.6. Alte solicitari in geomembrana 5.1.6.1. Solicitari termice Datorita variatiilor de temperatura, geomembrana sufera alungiri si, respectiv contractii importante. Dacaaceste deformatii sunt impiedicate, geomembrana va suporta eforturi suplimentare de intindere, periculoase inspecial la suduri. De asemenea, variatiile de temperatura, asociate si cu procesul de punere in opera ageomembranei, produc pliuri (cute) care scad calitatea contactului dintre geomembrana si stratul de dedesubt. Variatia lungimii geomembranei poate fi calculata cu formula:

DELTA L = µ L DELTA T, (5.49)

unde:

Page 48 of 91


DELTA L - variatia lungimii, µ - coeficientul de expansiune termica lineara, L - lungimea initiala, DELTA T - variatia de temperatura maxima asteptata. Coeficientul de expansiune termica lineara este de circa (Monjoie, 1992): - (1.1 - 2.2) x 10-4 cm/cm/°C pentru HDPE, - (9 - 13) x 10-5 cm/cm/°C pentru LDPE - (7 - 25) x 10-5 cm/cm/°C pentru PVC. Se poate considera ca geomembranele utilizate in mod curent la depozitele de deseuri au coeficienti deexpansiune termica lineara similari ca valoare. Trebuie prevazuta o lungime suplimentara de geomembrana pentru a putea prelua aceste eforturi. 5.1.6.2. Solicitari date de vant Datorita faptului ca geomembranele sunt practic impermeabile chiar si la aer, ele pot fi usor antrenate sideteriorate de vant. De aceea, geomembranele trebuie lestate pana cand va fi instalat stratul de deasupra saupermanent daca ele nu vor fi acoperite. Lestarea se face de obicei cu ajutorul sacilor de nisip. Pentru calculul fortelor tangentiale date de vant la suprafata expusa se va face referire la STAS 10101/20-90:

p(f) = beta x c(f) x c(h) [h(med)] x g(v), (5.50)

unde beta este un coeficient de rafala (beta = 1,6), c(f) - coeficient de frecare (egal cu 0,025), c(h) (h(med)) coeficient de variatie a presiunii dinamice in raport cu inaltimea deasupra terenului liber (egal cu1 la suprafata terenului) g(v) - presiunea dinamica de baza stabilizata, la inaltimea de 10 m deasupra terenului plat, calculata cu relatia:

ro v2(2 m)

g(v) = ----------, (5.51) 2

unde ro este densitatea aerului in t/m3 (1,225 x 10-3 t/m3), v(2 m) - viteza mediata pe 2 minute, cu perioada de revenire de 10 ani, in m/s. Se poate evalua in acest mod, de o maniera aproximativa si acoperitoare, care este numarul de saci necesaripe suprafata geomembranei. Se pot prevedea, de asemenea, camine de ventilare care sa permita trecerea curentilor de aer. In Figura 5-19 sunt prezentate cateva detalii de realizare a acestora.

Page 49 of 91


Figura 5-19

Detalii de realizare a caminelor de ventilatie pentru vant (Sharma, 1994) 5.1.7. Imbinari Imbinarile geomembranei se fac prin suduri, conform indicatiilor fiecarui producator sau furnizor, utilizandproceduri si echipamente agrementate. Sudurile vor fi realizate pe linia de cea mai mare panta si vor fi astfel amplasate incat sa nu se suprapunapeste alte puncte singulare (colturi, treceri de piese etc.). Se va realiza un plan de punere in opera (de croire) pe care se vor materializa imbinarile. 5.2. Sisteme de etansare simple cu geocompozit bentonitic Sistemele de etansare simple cu geocompozit bentonitic sunt folosite destul de rar ca etansare simpla de baza,cu exceptia produselor alcatuite din geomembrana si bentonita, care pot fi, insa, considerate ca sistemecompozite, ambele componente avand rol de etansare. In Figura 5-20 sunt date cateva scheme posibile de realizare a sistemelor de etansare cu geocompozitbentonitic pentru depozite de deseuri solide. In cazul necesitatii depozitarii unor produse lichide sau a unor materiale cu continut mare de lichid se pot utilizatoate tipurile de geocompozite bentonitice, dar cu precautii sporite datorita faptului ca cele alcatuite din geotextil +bentonita + geotextil, de regula, nu rezista bine la sarcini hidraulice mari. In Figura 5-21 sunt prezentate cateva scheme posibile de alcatuire a sistemelor de baza cu geocompozite bentonitice. Pot fi utilizate si sisteme dublede etansare cu geocompozite bentonitice, ca cel prezentat in Figura 5-20 c) pentru deseuri solide, cu exceptia faptului ca nu mai exista sistem de drenaj, ci doar unul de detectare a scurgerilor.

Figura 5-20

Sisteme de etansare simple cu geocompozit bentonitic pentru depozite de deseuri solide

Page 50 of 91


5.2.1. Generalitati. Alegerea tipului de geocompozit bentonitic Geocompozitele bentonitice pot fi grupate in doua mari categorii (Batali, 1999): - asociatii geotextil - bentonita - geotextil, - asociatii geomembrana - bentonita - eventual geotextil. Aceste produse contin bentonita de calciu sau de sodiu, naturala, activata sau aditivata, in cantitati ce variazade la produs la produs intre cca 3,2 si 6 kg/m2. In plus fata de criteriile generale de selectare prezentate pentru geotextile sau produse inrudite prezentate inparagraful 3.2, trebuie tinut cont si de urmatoarele aspecte: > la baza depozitului va fi preferat un produs cu o cantitate mai mare de bentonita; > bentonita de sodiu are permeabilitate mai scazuta si potential de umflare mai mare, dar in mediu calcic setransforma relativ rapid in bentonita de calciu. De aceea, valorile permeabilitatii prezentate in fisele tehnicetrebuie considerate cu prudenta atunci cand levigatul are concentratii mari de calciu, magneziu, potasiu sau candprodusul este asternut direct pe un teren calcaros, de la care bentonita se va hidrata. > pe pante se prefera produse cu geotextil, care au frecare sporita, in special cele intertesute, care aurezistenta la forfecare interna sporita; > produsele cu geotextile au imbinari mai simple, prin suprapunere si adaugare de bentonita, in timp ce cele cugeomembrana pot necesita suduri;

Figura 5-21

Sisteme de etansare simple cu geocompozit bentonitic pentru depozitarea produselor cu continut mare de lichid

> produsele cu geotextile permit asternerea lor pe un strat suport de calitate mai scazuta, fata de cele cugeomembrana (atunci cand produsul e instalat cu geomembrana in jos); > geocompozitele cu geomembrana pot fi considerate sisteme de etansare compuse; > geocompozitele bentonitice cu geotextile nu se comporta bine la gradienti hidraulici foarte mari; > pentru atacuri chimice severe, care afecteaza in mod radical permeabilitatea bentonitei (solutii cu concentratiimari de cationi multivalenti, fara materii in suspensie), este recomandata prehidratarea bentonitei sau utilizareade produse cu bentonita prehidratata; Pentru geocompozitele bentonitice este obligatorie prevederea unui strat de lestare care sa fie asternut imediatdupa instalarea geocompozitului. Acesta are rolul de a impiedica hidratarea bentonitei de la terenul sau stratulmineral cu care este in contact sau cu apa din precipitatii in conditiile in care nu exista efort normal, ceea ce arduce la o umflare excesiva si la proprietati mecanice si hidraulice diminuate. Stratul de lestare poate fi chiarstratul de drenaj. 5.2.2. Curgerea prin geocompozitele bentonitice Acest paragraf se refera la geocompozitele alcatuite din geotextile si bentonita. Pentru cele compuse dingeomembrana si bentonita curgerea este determinata de geomembrana (vezi paragrafele 5.1.3 si 5.3). ele putandfi considerate sisteme compozite.

Page 51 of 91


Geocompozitele bentonitice prezinta proprietatea de autocicatrizare, ceea ce inseamna ca, in cazul aparitieiunor defecte, bentonita se umfla si le astupa. Acest lucru este valabil pentru defectele de mici dimensiuni. Inacest caz, curgerea va fi practic identica pentru sectiunea curenta si pentru defect. Calculul debitului se face cu legea Darcy, ca in cazul etansarilor cu argila (vezi paragraful 4.2.2.1). Deoarece legea Darcy este valabila pentru medii poroase saturate, se considera implicit ca hidratareabentonitei este suficienta pentru a atinge saturarea. In aceasta situatie grosimea produsului ce trebuie luata incalcul este cea corespunzatoare starii de saturatie, ca si valoarea coeficientului de permeabilitate. Deoarece grosimea produsului este adesea o necunoscuta, se prefera de multe ori utilizarea fluxului, q in loculcoeficientului de permeabilitate, k. Fluxul, q se defineste ca debit pe unitatea de suprafata. 5.2.3. Timpul de traversare a lichidelor Pentru calculul timpului de traversare a lichidelor se utilizeaza relatia (4.6) (paragraful 4.2.2.3). Pentru calculul porozitatii se va tine cont de: - cantitatea de bentonita din fisa tehnica a produsului sau din propriile determinari (referinta NP 075/2002); - umiditatea initiala a bentonitei (la livrare); - grosimea nehidratata a produsului. Cu aceste date se poate calcula porozitatea bentonitei. 5.2.4. Transportul substantelor chimice In afara aspectelor generale prezentate in paragrafele 4.2.2.4 si 4.2.2.5, utile pentru echivalarea diferitelorsisteme de etansare posibile, in cazul geocompozitelor bentonitice, ca si in cazul argilei, se poate pune problemafenomenelor de atenuare (retentie) sau eliminare a anumitor specii chimice. Pentru cuantificarea acestorfenomene se poate calcula coeficientul de atenuare, ATN pe baza curbelor de concentratie relativa a elementuluichimic in lichidul care a traversat produsul (efluent) (Figura 5-22).

Figura 5-22

Calculul coeficientului de atenuare C - concentratia elementului X la un moment dat, C0 - concentratia initiala a elementului X in levigat, F - fractiunea porilor, definita ca raportul dintre volumul de lichid introdus si volumul porilor.

S1 - S2

ATN = ------- x 100 (%), (5.52) S1

unde, pentru F variind intre 1 si n: S1 - suprafata totala, de sub dreapta C/C0 = 1, delimitata de F = 1 si F = n, S2 - suprafata de sub curba C/C0 - f(F). Coeficientul de atenuare, ATN este pozitiv pentru elementele retinute si negativ pentru cele eliminate. 5.2.5. Stabilitatea geocompozitelor bentonitice pe pante Analiza stabilitatii pe panta a geocompozitelor bentonitice se face ca si pentru geomembrane (paragraful5.1.4). Forta ce trebuie preluata de geocompozitele cu geotextile instalate pe pante trebuie comparata atat curezistenta lor la intindere, cat si cu rezistenta la exfoliere (cojire). In Figura 5-23 este data o abaca (dupa Heerten

Page 52 of 91


s.a., 1995) care permite evaluarea rezistentei necesare la exfoliere in functie de grosimea stratului de acoperiresi/sau lestare si de panta, pentru un geocompozit intertesut.

Figura 5-23

Rezistenta necesara la exfoliere pentru un geocompozit intertesut instalat pe pante (Heerten si altii, 1995)

In cazul geocompozitelor bentonitice instalate pe panta, daca planul de cedare trece prin stratul de bentonita,trebuie evaluata rezistenta la forfecare a acestuia. Pentru aceasta trebuie tinut cont de: nivelul de hidratare albentonitei, de lichidul de hidratare, modul de prezentare a bentonitei (pudra, granule), tipul de ranforsare(coasere, intertesere etc.). In Tabelul 5-1 sunt date valori orientative ale parametrilor rezistentei la forfecare interna pentru cateva geocompozite bentonitice.

Tabelul 5-1

Valori ale parametrilor rezistentei la forfecare interna pentru 4 geocompozite bentonitice (Koerner, 1994)

+--------------------+---------+------+-------------------+--------------------+ | | | | Hidratare cu apa |Hidratare cu levigat| | Geocompozit |Parametri|Proba +--------+----------+--------+-----------+ | Bentonitic (GB) | |uscata|cu sigma|fara sigma|cu sigma|fara sigma | +--------------------+---------+------+--------+----------+--------+-----------+ | | Φ (°) | 37 | 16 | 0 | 19 | 0 | | GB1 lipit +---------+------+--------+----------+--------+-----------+ | | c (kPa) | 7 | 2,8 | 4,2 | 5,6 | 2,8 | +--------------------+---------+------+--------+----------+--------+-----------+ | | Φ (°) | 36 | 31 | 10 | 39 | 30 | | GB2 cu geomembrana +---------+------+--------+----------+--------+-----------+ | | c (kPa) | 68,6 | 7 | 9,1 | 4,2 | 8,4 | +--------------------+---------+------+--------+----------+--------+-----------+ | | Φ (°) | 42 | 37 | 23 | 45 | 32 | | GB3 intertesut +---------+------+--------+----------+--------+-----------+ | | c (kPa) | 14 | 5,6 | 4,9 | 4,9 | 11,9 | +--------------------+---------+------+--------+----------+--------+-----------+ | | Φ (°) | 26 | 19 | 0 | 13 | 0 | | GB4 intertesut +---------+------+--------+----------+--------+-----------+ | | c (kPa) | 50,4 | 4,9 | 2,8 | 7,7 | 3,5 | +--------------------+---------+------+--------+----------+--------+-----------+

Nota: - "cu sigma" se refera la probe hidratate sub acelasi efort normal ca si cel sub care s-a produs forfecarea;

Page 53 of 91


- "fara sigma" se refera la probele hidratate fara efort normal; - efortul normal sigma a variat intre 0,7 kPa si 140 kPa. Trebuie de asemenea avut in vedere faptul ca, sub presiunea data de straturile de deasupra, bentonitahidratata poate iesi prin ochiurile geotextilului de deasupra (functie si de caracteristicile acestuia) si poate creaastfel o interfata de rezistenta mai scazuta decat a fost estimata pe baza frecarii dintre geotextilul superior simaterialul de deasupra sa. Exista de asemenea produse care au o cantitate suplimentara de bentonitaincorporata in geotextilul superior. Acestea nu sunt recomandate pe pante abrupte. 5.2.6. Ancorarea geocompozitelor bentonitice Calculele se realizeaza in conformitate cu prevederile din paragraful 5.1.5. 5.2.7. Imbinari Geocompozitele bentonitice se imbina, in general, prin simpla suprapunere cu adaos sau nu de bentonita,conform specificatiilor producatorului. Imbinarile trebuie amplasate pe linia de cea mai mare panta si nu trebuie suprapuse cu alte puncte singulare. Se va elabora un plan de punere in opera pe care se vor materializa toate imbinarile. 5.3. Sisteme de etansare compozite Asa cum a fost aratat in capitolele precedente, sistemele compozite sunt, in prezent, utilizate in mareamajoritate a cazurilor. Ele pot fi asociatii: geomembrana/argila (compactata sau teren natural argilos), geomembrana/geocompozitbentonitic (geocompozitele bentonitice alcatuite din geomembrana si bentonita pot fi considerate ca sistemecompozite), geocompozit bentonitic/argila (compactata sau teren natural) - vezi paragraful 2.2.3 si Figura 2-7 f), h), i), j). 5.3.1. Asociatia geomembrana/argila Geomembrana este impusa prin legislatia nationala in vigoare in prezent. Argila poate reprezenta terenul natural argilos (bariera geologica) care indeplineste conditiile prevazute inlegislatie sau o asociatie intre terenul natural si un strat suplimentar de argila compactata. Problemele care trebuie avute in vedere atunci cand se utilizeaza un astfel de sistem sunt: - calitatea contactului dintre cele doua materiale de etansare (vezi paragraful 4.2.2.2); - frecventa si dimensiunea defectelor, functie de calitatea estimata a controlului de calitate a punerii in opera (vezi paragraful 4.2.2.2); - permeabilitatea straturilor in contact; - debitul infiltrat prin sistemul compozit. 5.3.1.1. Calitatea contactului Calitatea contactului dintre cele doua materiale care alcatuiesc bariera compozita, geomembrana si argila inacest caz, se refera la continuitatea contactului, in sensul in care instalarea geomembranei prezentand cutenumeroase si de dimensiuni mari duce la aparitia unor spatii libere, cu transmisivitate foarte mare, carefavorizeaza curgerea printre cele doua materiale, lichidul contaminant ne mai ajungand in sistemul organizat decolectare si zona influentata marindu-se astfel foarte mult. Pentru imbunatatirea contactului nu se recomanda inserarea de straturi drenante intre cele doua materiale deetansare, daca acestea sunt gandite a actiona ca o bariera compozita. Se poate prevedea un astfel de stratintermediar drenant, dar si cu rol de colectare si detectare a scurgerilor, doar in cazul in care este vorba despreun sistem de etansare dublu. In unele cazuri, daca pliurile geomembranei sunt mari pot fi considerate ca defecte, urmand ca pliurile sa fietaiate si aplicate petice sudate pentru refacerea continuitatii etansarii. Calitatea contactului poate fi (Giroud, 1997): - buna, daca geomembrana este instalata cu minimum de cute posibile, deasupra unui strat de permeabilitate redusa (argilos) compactat adecvat si cu suprafata neteda; se considera ca exista un efort normal suficient pentrua mentine cele doua straturi in contact. - slaba, daca geomembrana are un anumit numar de cute si/sau este instalata deasupra unui strat de permeabilitate redusa necompactat corespunzator si cu suprafata neregulata. 5.3.1.2. Debitul infiltrat prin defectele geomembranei Calculul debitului infiltrat prin sistemul compozit geomembrana/argila se face conform celor prezentate inparagraful 5.1.3.2. 5.3.1.3. Suprafata hidratata Raza suprafetei hidratate a bentonitei datorita curgerii printr-un defect al geomembranei, R(h) poate fi calculata utilizand legea Darcy scrisa sub urmatoarea forma:

Q = k i pi R2(h), (5.53)

Page 54 of 91


unde k este permeabilitatea stratului de argila. Rezulta:

+-------- | Q R(h) = | ------ (5.54) \| pi k i

5.3.2. Asociatia geomembrana/geocompozit bentonitic In cazul etansarilor de baza la depozite de deseuri, aceasta solutie se adopta atunci cand bariera geologica nuindeplineste conditiile prevazute in lege si trebuie suplimentata cu o alta bariera, in zona neexistand suficientaargila pentru a realiza un strat de argila compactata. Chiar si atunci cand exista in zona cantitati suficiente de argila care sa fie potrivita calitativ, utilizarea unuigeocompozit bentonitic se poate dovedi mai economica si mai usor de realizat. Totodata, in cazul existentei unui defect, geocompozitul bentonitic va limita debitul de infiltratie si suprafatainfluentata de defect. 5.3.2.1. Calitatea contactului Utilizarea geocompozitului bentonitic imbunatateste contactul dintre cele doua materiale, deoarece bentonitase poate umfla in golurile date de pliuri. Contactul perfect presupune ca: geocompozitul bentonitic sa fie plan, geomembrana sa fie instalata cuminimum de pliuri, sa existe un efort de compresiune suficient si bentonita sa poata iesi prin deschiderilegeotextilului. 5.3.2.2. Debitul infiltrat prin defect Pentru calculul debitului infiltrat prin bariera compozita datorita existentei unui defect in geomembrana se potutiliza formulele prezentate in paragraful 5.1.3.2. 5.3.2.3. Suprafata hidratata Se aplica formulele prezentate in paragraful 5.3.1.3. In cazul geocompozitului bentonitic se face ipoteza ca acesta nu este hidratat decat prin intermediul defectuluidin geomembrana, ceea ce face ca suprafata hidratata sa fie aceeasi cu suprafata influentata de defect. De asemenea, spre deosebire de o etansare cu argila compactata, practic intotdeauna sarcina hidraulica va fimai mare decat grosimea etansarii (a geocompozitului bentonitic). Raza suprafetei hidratate, R(h) va fi egala cu (pentru contact bun):

R(h) = 0,26 a0,05 H0,45 k-0,13. (5.55)

In cazul unui defect circular de diametru d:

R(h) = 0,257 d0,1 H0,45 k-0,13. (5.56)

Ecuatiile nu sunt omogene dimensional si unitatile de masura ce trebuie folosite sunt: R(h) (m), a (m2), d (m), H (m) si k (m/s). Cunoscand sau estimand frecventa de aparitie a defectelor, F (numarul de defecte pe unitatea de suprafata) sepoate determina fractiunea hidratata a geocompozitului bentonitic, lambda(h), ce reprezinta raportul dintresuprafata hidratata si suprafata totala:

lambda(h) = F pi R2(h) (5.57)

5.3.2.4. Timpul de hidratare Din analiza valorilor obtinute in diferite situatii pentru fractiunea hidratata dintr-un geocompozit bentonitic se poate trage concluzia ca factorul principal de influenta este sarcina hidraulica de pe etansare. De aceea, o

Page 55 of 91


intrebare esentiala este cea legata de valoarea ce trebuie utilizata in calcule pentru sarcina hidraulica: trebuie safie o valoare maxima posibila, de varf sau o valoare medie anuala? Pentru a raspunde la aceasta intrebare trebuie cunoscut timpul necesar pentru hidratarea bentonitei. Acesta poate fi obtinut prin raportarea volumului de lichid necesar hidratarii suprafetei influentate de defect (calculataanterior) la debitul de levigat:

t(hidr) = V/Q (5.58)

Volumul de lichid necesar hidratarii stratului de bentonita de porozitate n si grosime h pentru o suprafata deraza R(h), este egal cu:

V = n pi R2(h) h (5.59)

Estimarea debitului de levigat este dificila datorita faptului ca permeabilitatea bentonitei variaza pe masura ceeste hidratata. Se va accepta ipoteza unei permeabilitati medii, a unei grosimi medii a stratului de bentonita si a unui transportpur advectiv datorat doar sarcinii hidraulice. Gradientul hidraulic va fi in acest caz:

+ H +0,95

i = 1 + 0,1 | - | (5.60) + h +

unde: H - sarcina hidraulica, h - grosimea stratului de bentonita. Rezulta:

+ + | + H +0,95 |

Q = 0,21 | 1 + 0,1 | -------- | | a0,1 H0,9 k0,74(mediu) (5.61) | + h(mediu) + | + +

unde: h(mediu) - grosimea medie a stratului de bentonita in cursul hidratarii, k(mediu) - permeabilitatea medie a stratului de bentonita in cursul hidratarii, H - sarcina hidraulica, a - suprafata defectului. Rezulta:

n h t(hidr) = ----------------------------------------------- (5.62) + + | + H +0,95 |

k0,26 k0,74(mediu) | 1 + 0,1 | -------- | | | + h(mediu) + | + +

Calculele arata ca timpul de hidratare este relativ mic, de cateva zile, ceea ce inseamna ca marimea suprafetei

Page 56 of 91


hidratate este determinata de cea mai mare sarcina hidraulica ce poate apare, cu conditia ca aceasta sa sementina pe toata durata hidratarii. 5.3.3. Stabilitatea pe pante a sistemelor de etansare compozite Analiza stabilitatii sistemului de etansare compozit pe pante, eventual asociat cu sistemul de drenaj, presupuneidentificarea suprafetelor posibile de cedare si caracterizarea acestora cu ajutorul parametrilor rezistentei laforfecare pe interfata: delta - unghi de frecare intre cele doua materiale care vin in contact si c(a) - adeziunea dintre acestea. Valorile parametrilor rezistentei la forfecare pe interfata sunt obtinute prin incercari de laborator, in conditiilespecifice amplasamentului, incercarea utilizata cel mai frecvent este cea de forfecare directa. In Tabelul 5-2 sunt prezentate cateva valori orientative ale unghiului de frecare pe interfata dintre diferitemateriale minerale si geosintetice, delta (dupa Sharma & Lewis, 1994). Adeziunea variaza in jurul a 10-30 kPa si inregistreaza valori maxime in varianta geomembrana texturata -nisip ajungand pana la valori de 80-90 kPa. In general, adeziunea este neglijata in calcule, aceasta fiind o ipotezadefavorabila. Pentru a utiliza o valoare a adeziunii trebuie avuta o justificare fizica clara, ca de exemplu in cazulgeomembranelor rugoase sau a componentelor minerale din geocompozitele bentonitice.

Tabelul 5-2

Valori orientative ale unghiului de frecare, delta la interfata intre diferite materiale minerale si geosintetice

+--------------------------------------+-------------------+----------------------------+ | | Pamant | Geomembrana | | +---------+---------+---------+--------+---------+ | | | | | | HDPE | | | Nisip | Argila | PVC | HDPE |texturata| +-----------+--------------------------+---------+---------+---------+--------+---------+ | |Tesut |23 -:- 42|16 -:- 26|10 -:- 28|7 -:- 11|9 -:- 17 | | +--------------------------+---------+---------+---------+--------+---------+ |Geotextil |Netesut, intertesut |25 -:- 44|15 -:- 28|16 -:- 26|8 -:- 12|15 -:- 33| | +--------------------------+---------+---------+---------+--------+---------+ | |Netesut consolidate termic|22 -:- 40|17 -:- 33|18 -:- 21|9 -:- 11|15 -:- 16| +-----------+--------------------------+---------+---------+---------+--------+---------+ | |PVC |21 -:- 33|6 -:- 39 | | | +--------------------------+---------+---------+ | |Geomembrana|HDPE lisa |17 -:- 28|5 -:- 29 | - | | +--------------------------+---------+---------+ | | |HDPE texturata |30 -:- 45|7 -:- 35 | | +-----------+--------------------------+---------+---------+----------------------------+

In Figura 5-24 este exemplificata analiza de stabilitate pentru cazul unei etansari compuse din geomembrana si argila.

Figura 5-24

Schema pentru analiza stabilitatii pe pante a unui sistem de etansare geomembrana/argila

unde:

Page 57 of 91


G - greutatea straturilor de deasupra (deseuri, drenaj) N - forta normala, N = G cos beta F1 = N tg delta1, unde delta1 este unghiul de frecare geomembrana/argila F2 = -F1 F3 = N tg delta2, unde delta2 este unghiul de frecare geomembrana/geotextil F4 = -F3 F5 = N tg delta3, unde delta3 este unghiul de frecare dintre geotextil si materialul de deasupra Diferenta F3 - F2 dintre fortele de pe cele doua fete ale geomembranei reprezinta tensiunea ce trebuie preluatade geomembrana, deci trebuie sa fie mai mica decat rezistenta la intindere a acesteia. Pentru cazul utilizarii asociatiei geocompozit bentonitic/argila (geocompozit bentonitic alcatuit dingeomembrana si bentonita), Figura 5-25 prezinta o schema de calcul.

Figura 5-25

Schema pentru analiza stabilitatii pe pante a unui sistem de etansare geocompozit bentonitic/argila

unde: G - greutatea deseurilor N - forta normala, N = G cos beta F1 = N tg delta1, unde delta1 este unghiul de frecare bentonita/teren F2 = -F1 F3 = N tg delta2, unde delta2 este unghiul de frecare geomembrana/geotextil F4 = -F3 F5 = N tg delta3, unde delta3 este unghiul de frecare dintre geotextil si materialul de deasupra (material drenant) Diferenta F3 - F2 dintre fortele de pe cele doua fete ale geomembranei reprezinta tensiunea ce trebuie preluatade geomembrana, deci trebuie sa fie mai mica decat rezistenta la intindere a acesteia. In ceea ce priveste interfata bentonita/argila, aceasta poate fi interfata critica, in cazul in care bentonita estecomplet hidratata si/sau panta este abrupta. Pentru acest sistem se recomanda pante line, de cca. 1:3. Problema stabilitatii bentonitei pe panta se pune in momentul in care aceasta este hidratata complet, peintreaga suprafata, moment in care unghiul de frecare interna poate fi relativ scazut (cca. 5-6°). Aceasta situatie nu poate surveni decat in momentul in care exista numeroase defecte in geomembrana, pe intreaga suprafata,ceea ce ar fi inacceptabil si dificil de realizat. Unghiul de frecare redus mentionat mai sus se inregistreaza in momentul in care hidratarea bentonitei s-a realizat fara un efort normal adus de stratul de material granular. Prin caietul de sarcini referitor la punerea inopera a sistemului de etansare-drenaj pe pante se va specifica ca asternerea stratului de material granulartrebuie realizata imediat dupa instalarea geocompozitului, evitandu-se astfel aparitia acestei situatii (vezi paragraful 10.2.3). 5.3.4. Sisteme de ancorare Toate materialele geosintetice din componenta sistemului de etansare compozit (ca si cele cu rol de drenare,eventual) vor fi ancorate in aceeasi transee de ancoraj, calculata conform celor prezentate in paragraful 5.1.5. 5.4. Detalii de executie 5.4.1. Conexiuni/terminatii ale sistemului de etansare de baza De cele mai multe ori depozitele sunt construite pe faze, astfel incat conexiunile dintre etansarile diferitelor

Page 58 of 91


etape reprezinta o problema importanta pentru asigurarea continuitatii. In figurile 5.26-5.27 sunt date cateva exemple de realizare a continuitatii etansarii pentru diferite tipuri de materiale utilizate. In cazul argilei este recomandata realizarea unei infratiri in trepte. In cazul geomembranelor este recomandata pastrarea terminatiilor curate pentru a permite sudarea lor, ceeace se poate realiza, de exemplu, prin infasurarea cu un geotextil care va fi ulterior inlaturat.

Figura 5-26

Conexiunea dintre sistemele de etansare cu argila si geomembrana a doua faze succesive de realizare a depozitului

Figura 5-27

Conexiunea dintre sistemele de etansare cu geocompozit bentonitic a doua faze succesive de realizare a depozitului

Pentru a ajuta la reperarea zonelor de conexiune se pot instala panouri de lemn deasupra geomembranei saugarduri temporare (Figura 5-28).

Figura 5-28

Utilizarea panourilor de lemn si a ingradirilor temporare pentru reperarea zonelor de conexiune

Pentru zona de terminare a etansarii se pot adopta schemele din Figura 5-29, in cazul unei etansari pe panta.

Page 59 of 91


Figura 5-29

Realizarea terminatiei etansarii la partea inferioara a unei pante 5.4.2. Penetrari ale sistemului de etansare Pentru a asigura accesul tuburilor de drenaj sau a altor tipuri de conducte sau piese este adesea necesarapenetrarea sistemului de etansare, asigurand in acelasi timp continuitatea etansarii. Numarul zonelor depenetrare trebuie redus la minimum. In cazul geomembranelor se pot utiliza piese speciale de trecere sub forma de tuburi din polietilena,prefabricate (Figura 5-30). Acestea prezinta avantajul de a avea suduri realizate controlat, in fabrica. Se pot utilizasi piese fabricate pe santier (Figura 5-31), dar numai pentru locatii care nu sunt critice. Intrucat piesele de trecerepot avea o greutatea destul de mare, se impune prevederea unui suport adecvat. In Figura 5-32 sunt prezentate moduri de realizare a racordurilor cu diverse tipuri de conducte.

Page 60 of 91


Figura 5-30

Piese prefabricate de trecere din polietilena

Figura 5-31

Piese de trecere realizate pe santier

Figura 5-32

Detalii de realizare a conexiunilor cu diverse tipuri de conducte In cazul etansarilor cu geocompozite bentonitice realizate din geotextile si bentonita, continuitatea etansarii lapunctele de trecere a conductelor se realizeaza conform celor prezentate in Figura 5-33.

Page 61 of 91


Figura 5-33

Realizarea trecerii pentru etansarile cu geocompozit bentonitic tip geotextil + bentonita + geotextil

5.4.3. Etansarea transeelor Pentru realizarea sistemului de drenaj si colectare amplasat deasupra sistemului de etansare, in special pentrupozarea conductelor de drenaj, trebuie realizate transee care sa fie etansate la partea inferioara. Transeele in "V"sunt mai usor de etansat cu geomembrana datorita faptului ca sudurile sunt mai simplu de realizat decat in cazulperetilor verticali ai unei transee rectangulare. Figura 5-34 prezinta detalii de realizare a etansarii in acest caz.

Figura 5-34

Etansarea transeelor in "V" de pozare a conductelor de drenaj

6. PROIECTAREA SISTEMELOR DE ETANSARE DE SUPRAFATA CU MATERIALE GEOSINTETICE

Pentru etansarea de suprafata a depozitelor de deseuri se pot utiliza, ca si in cazul etansarii de baza, sistemede etansare simple alcatuite dintr-un singur tip de material (geomembrana sau geocompozit bentonitic) sau din asociatii de doua sau mai multe materiale (etansari compozite). Figura 2-7 prezinta cateva scheme posibile de etansari de suprafata. Alegerea unuia sau altuia dintre sistemele posibile se face tinand cont de factorii climatici, de tipul deseuluistocat, de prevederile legislative, ca si de solicitarile specifice precizate in paragraful 3.3.3. Orientativ, in Tabelul6-1 este prezentata o evaluare a performantelor diferitelor sisteme de etansare de suprafata, in functie de caracteristicile amplasamentului si ale depozitului. Materialele geosintetice cu functie de etansare sunt asociate cu un strat de acoperire din pamant si sol vegetal,in cazul depozitelor de deseuri solide (vezi paragraful 2.2.2).

Page 62 of 91


6.1. Sisteme de etansare simple cu geomembrana Asa cum este prevazut si in legislatia nationala in vigoare in domeniu, in etansarea de suprafata poate apareca necesara utilizarea unei geomembrane. Intrucat intotdeauna depozitul se acopera cu un strat de pamant, inclusiv sol vegetal in suprafata,geomembrana va fi asociata acestuia. Se va utiliza totusi denumirea de sistem de etansare simplu cugeomembrana, deoarece stratul de acoperire nu are rol de etansare clar definit, chiar daca poate indeplini siacest rol daca este vorba de un pamant argilos. Aceeasi observatie se aplica si in cazul etansarilor simple cu geocompozit bentonitic. In Figura 6-1 sunt prezentate cateva scheme de realizare a sistemelor de etansare simple cu geomembrana. In acest context, problemele legate de infiltratia prin geomembrana (prin defectele acesteia), de stabilitatea pepante a geomembranei, de solicitarile date de temperatura si vant, sisteme de ancorare si imbinari sunt aceleasica pentru etansarea de baza (paragraful 5.1).

Tabelul 6-1

Evaluarea performantelor diferitelor sisteme de etansare de suprafata (Koerner, 1994) - orientativ +--------+---------------+--------------------+--------------------+---------------------+---------+----------------+ | Sistem | | | Eroziune/ | |Colectare| | | de | Climat |Tasari diferentiate | Vulnerabilitate | Infiltratie permisa | gaz | Panta | |etansare| | | la perforare | | | | | +----+-----+----+------+--------+----+------+--------+----+----+-------+--------+----+----+----+-----+-----+ | |Arid|Temp.|Umed|Majore|Moderate|Mici|Majora|Moderata|Mica|Nula|F. mica|Moderata| Da | Nu |< 9°|9-18°|> 18°| +--------+----+-----+----+------+--------+----+------+--------+----+----+-------+--------+----+----+----+-----+-----+ | Argila | 1 | 1 | 3 | 1 | 1 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 1 | 5 | 4 | 3 | +--------+----+-----+----+------+--------+----+------+--------+----+----+-------+--------+----+----+----+-----+-----+ | GM | 5 | 4 | 4 | 4 | 5 | 5 | 1 | 1 | 3 | 1 | 3 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 3 | +--------+----+-----+----+------+--------+----+------+--------+----+----+-------+--------+----+----+----+-----+-----+ | GB | 3 | 3 | 4 | 2 | 3 | 4 | 1 | 1 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 5 | 4 | 3 | 3 | +--------+----+-----+----+------+--------+----+------+--------+----+----+-------+--------+----+----+----+-----+-----+ | GM/ | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 | 4 | 3 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 3 | 5 | 5 | 3 | 2 | | argila | | | | | | | | | | | | | | | | | | +--------+----+-----+----+------+--------+----+------+--------+----+----+-------+--------+----+----+----+-----+-----+ | GM/GB | 5 | 4 | 5 | 3 | 4 | 5 | 2 | 3 | 4 | 3 | 4 | 5 | 4 | 5 | 5 | 3 | 2 | +--------+----+-----+----+------+--------+----+------+--------+----+----+-------+--------+----+----+----+-----+-----+ | GM/ | | | | | | | | | | | | | | | | | | |argila/ | 4 | 4 | 5 | 3 | 4 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 5 | 2 | 1 | | GM | | | | | | | | | | | | | | | | | | +--------+----+-----+----+------+--------+----+------+--------+----+----+-------+--------+----+----+----+-----+-----+ |GM/GB/GM| 5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 5 | 3 | 2 | +--------+----+-----+----+------+--------+----+------+--------+----+----+-------+--------+----+----+----+-----+-----+

Legenda: GM - geomembrana, GB - geocompozit bentonitic 1 - nerecomandat, 2 - marginal, 3 - acceptabil in anumite conditii, 4 - acceptabil, 5 - recomandat

Figura 6-1

Sisteme de etansare de suprafata simple cu geomembrana pentru depozite de deseuri solide

6.1.1. Alegerea geomembranei In general, se pastreaza aceleasi criterii de alegere prezentate in paragraful 5.1.1.

Page 63 of 91


Intrucat suportul pe care se instaleaza aceste geomembrane este adesea neomogen, compresibil, afanat, fiindalcatuit din deseurile depuse, se recomanda utilizarea de geomembrane flexibile, din polietilena de joasa saufoarte joasa densitate, care sa poata urmari eventualele tasari diferentiate. 6.1.2. Solicitari date de tasarile generalizate ale stratului suport Tasarea pe care o vor suporta deseurile depozitate va fi, in principiu, compusa dintr-o tasare imediata, care apare in timpul exploatarii depozitului si care are cea mai mare valoare si se consuma inaintea instalariigeomembranei de inchidere, dintr-o tasare in timp si dintr-o tasare localizata (de subsidenta). Pentru a verifica daca geomembrana aleasa poate prelua solicitarile date de tasarea generala a stratuluisuport, se poate estima deformatia geomembranei pe baza unui calcul de tasare a deseurilor depuse si apoi secompara aceasta deformatie cu deformatia la rupere a materialului. 6.1.3. Solicitari date de tasarile localizate ale stratului suport Tasarile localizate pot fi datorate prabusirii materialului mai fin in golurile formate de deseurile de dimensiunimari sau de greutatea acestora din urma, atunci cand sunt repozitionate. Pentru a determina grosimea necesara a geomembranei pentru a prelua solicitarile date de eventualele tasarilocalizate ale stratului suport se aplica schema de calcul prezentata in paragraful 5.1.2. 6.1.4. Probleme specifice acoperirii constructiilor de stocare pentru produse lichide Sistemele de etansare de suprafata ale constructiilor de stocare pentru substante lichide pot fi grupate in douamari categorii, la ambele utilizandu-se geomembrane: - sisteme fixe, - sisteme flotante. 6.1.4.1. Sisteme fixe Sistemele fixe se utilizeaza in general la rezervoarele sau depozitele de mici dimensiuni. Geomembrana este fixata la partea superioara a rezervorului si ia o forma curba. Incarcarile principale sunt cele date de vant si zapada.

Figura 6-2

Sisteme fixe de acoperire la rezervoare de produse lichide. Schema de calcul

Efortul maxim, sigma(t) este egal cu:

q R2

sigma(t) = ----, (6.1) 2t

unde: q - incarcarea uniform distribuita, R2 - raza corespunzatoare formei deformate a geomembranei, t - grosimea geomembranei. Aceasta valoare trebuie comparata cu rezistenta la intindere a geomembranei. 6.1.4.2. Sisteme flotante

Page 64 of 91


Toate tipurile de geomembrane pot fi utilizate in acest scop, dar sunt preferate cele cu rezistenta mare laactiunea razelor ultraviolete si a degradarii datorita agentilor climatici. Pentru geomembranele utilizate cu aceasta functie sunt importante rezistenta la tractiune, la sfasiere, laperforare si la impact. Geomembrana de acoperire este fixata pe peretele lateral al rezervorului sau in transee de ancoraj.Dimensiunea acoperirii trebuie sa fie mai mare, intrucat se instaleaza cand rezervorul e gol, ceea ce puneprobleme la umplerea depozitului deoarece se pot forma pliuri. Aceasta determina supratensionarea anumitorzone ale geomembranei si dificultatea colectarii apelor meteorice. Pentru a rezolva aceasta problema se potadopta sisteme de tipul celor prezentate in Figura 6-3 si Figura 6-4.

Figura 6-3

Sisteme de acoperire cu sectiune flotanta centrala pentru constructii de stocare a produselor lichide

Page 65 of 91


Figura 6-4

Sisteme de acoperire flotante cu flotoare pentru constructii de stocare a produselor lichide

O alta problema este cea legata de gheata, care poate duce la sfasierea si perforarea geomembranei. De asemenea, fixarea la capete este importanta, datorita faptului ca vantul poate induce forte care genereazaeforturi de sfasiere si de forfecare in geomembrana. De aceea, ancorarea se face de regula cu ajutorul unui blocde beton (Figura 6-5).

Page 66 of 91


Figura 6-5

Ancorarea acoperirii cu bloc de beton Schema de calcul a ancorarii este prezentata in Figura 6-6.

T(adm) = F(L) + P(p) - P(a) (6.2)

unde: T(adm) - forta de tractiune admisibila in geomembrana (rezistenta la tractiune redusa cu un coeficient desiguranta), F(L) - forta de frecare de-a lungul bermei dinaintea transeei, P(a) - impingerea activa a pamantului, P(p) - rezistenta pasiva a pamantului.

Figura 6-6

Schema de calcul a ancorarii acoperirii 6.2. Sisteme de etansare simple cu geocompozit bentonitic Geocompozitele bentonitice sunt des utilizate ca etansare de suprafata pentru depozitele de deseuri solide,prezentand avantajul unei bune comportari la tasari diferentiate si localizate. Se aleg in general produse cu rezistenta buna la tractiune si cu deformatii la rupere mari. Cantitatea debentonita poate fi mai redusa decat in cazul etansarii de baza. Si in cazul etansarii de suprafata este valabila obligativitatea prevederii unui strat de lestare care, in acest caz,

Page 67 of 91


poate fi stratul de acoperire cu pamant. Proiectarea etansarii cu geocompozit bentonitic se face astfel incat debitul infiltrat sa fie limitat la o valoaredata. Raman valabile aspectele prezentate in paragraful 5.2. Calculul debitului infiltrat se bazeaza pe bilantul hidraulic. 6.3. Sisteme de etansare compozite Se pot utiliza sisteme compozite de etansare de suprafata alcatuite conform celor prezentate in paragraful 5.3. Toate materialele geosintetice utilizate ca etansare de suprafata trebuie ancorate in aceeasi transee ca sietansarea de baza sau in transee separata de ancorare (Figura 6-7).

Figura 6-7

Realizarea ancorarii la coltul depozitului

7. PROIECTAREA SISTEMELOR DE DRENAJ SI COLECTARE CU MATERIALE GEOSINTETICE

Asa cum a fost aratat in paragraful 4.1, etansarea trebuie supusa unui gradient hidraulic minim, ceea ce implicautilizarea unui sistem de drenaj deasupra etansarii. Sistemul de drenaj este alcatuit, in mod traditional, din material granular, pietris, pietris cu nisip, ales astfelincat permeabilitatea sa sa permita drenarea debitului maxim estimat. Materialul granular drenant poate fi inlocuitcu materiale geosintetice: georetele sau geocompozite de drenaj, care prezinta avantajul unei grosimi reduse,economisind astfel din volumul util al depozitului. Un element important al sistemului de drenaj este cel filtrant, materialul geosintetic utilizat fiind de obiceigeotextilul. In cazul geocompozitelor de drenaj, acestea contin de obicei deja un geotextil avand acest rol. Sistemul de drenaj este asociat cu un sistem de colectare a lichidelor drenate, pentru care se utilizeaza tuburidin materiale polimerice (geoconducte), eventual invelite in geotextil cu rol filtrant. Sunt prevazute, de asemenea,camine colectoare. Sistemul de drenaj poate fi unic, fiind amplasat deasupra sistemului/sistemelor de etansare de baza, sau, incazul etansarilor duble, se poate prevede un strat drenant, cu rol si de colectare a lichidelor infiltrate prinetansarea primara, amplasat intre cele doua straturi etanse. In sistemul de suprafata, in unele cazuri, este necesar si un sistem de drenaj pentru gazele de fermentatie. Pentru depozitele noi, cel mai adesea se utilizeaza sisteme de drenare tip "saltea", amplasate la baza si pepantele depozitului. In cazul depozitelor existente neetansate este mai putin costisitor a se instala un sistem de drenaj si colectareperiferic (Figura 7-1) si/sau puturi de drenare verticale forate prin deseurile depuse. 7.1. Considerente hidraulice Dimensionarea sistemelor legate de drenarea si colectarea diverselor lichide in cazul depozitelor de deseuri seface pe baza conceptelor clasice din hidraulica sau mecanica fluidelor. Exista insa cateva aspecte specifice utilizarii geosinteticelor pentru aceste functii, care vor fi detaliate in cele ceurmeaza. In acest context, este important de precizat ca in cazul materialelor geosintetice cu transmisivitatemare, cum sunt georetelele sau geocompozitele de drenaj nu sunt indeplinite conditiile de curgere laminara,legea Darcy ne mai fiind valabila. In cazul curgerii turbulente trebuie determinat debitul pentru un gradienthidraulic dat.

Page 68 of 91


Figura 7-1

Sisteme perimetrale de colectare a levigatului Pentru dimensionarea sistemelor de drenaj (Figura 7-2): - curgere laminara (material granular sau geotextil):

Q = k i A = k i (B x t) = (k t) i B = theta i B Q (7.1) q = - = theta i B

unde: Q - debitul, q - debitul unitar, k - coeficientul de permeabilitate, i - gradientul hidraulic, A - aria suprafetei transversale, B - latimea, t - grosimea materialului geosintetic, theta - transmisivitatea.

Figura 7-2

Curgere in planul geosinteticului - curgere turbulenta: se recomanda a se lucra cu debitul unitar, q pentru o valoare data a gradientului hidraulic si pentru un anumit efort normal aplicat.

Page 69 of 91


Pentru dimensionarea sistemelor de filtrare, curgerea este normala pe plan (Figura 7-3):

Figura 7-3

Curgere normala pe planul geosinteticului

DELTA h k Q = k i A = k ------- A = - DELTA h A (7.2) t t q = PSI DELTA h, (7.3) unde: DELTA h - diferenta de nivel piezometric, (7.4) PSI = k/t- - permitivitate.

Se defineste factorul de siguranta, F(s):

q(admisibil) F(s) = ------------ sau (7.5) q(nec) PSI(admisibil) F(s) = -------------- (7.6) PSI(necesar)

Geotextilele isi indeplinesc rolul filtrant prin formarea in spate a unei zone de filtru invers natural. Figura 7-4 prezinta schematic modul de formare a acestuia. Atunci cand geotextilul are deschideri mari, el va lasa sa treaca, intr-o prima faza, particulele fine de pamant. Particulele ramase langa filtru isi pastreaza pozitia, astfel incat se formeaza o zona de filtru invers natural.Aceasta zona impiedica migrarea altor particule fine spre geotextil. Datorita faptului ca particulele fine din zona detrecere au migrat prin geotextil, permeabilitatea acestei zone este putin mai ridicata decat cea a materialului dinspate. Atunci cand geotextilul are deschideri mici, care impiedica trecerea particulelor fine, acestea se acumuleaza inspatele geotextilului, formand o "turta". In spatele turtei se formeaza un filtru invers natural. Turta arepermeabilitate mai scazuta decat cea a filtrului natural. In pamanturile neomogene, ca de exemplu amestecuri de pamant cu sparturi de roci sau pamanturi din a carorcompozitie granulometrica lipsesc una sau mai multe fractiuni granulometrice, filtrele inverse naturale care seformeaza in spatele geotextilului sunt instabile, migrarea particulelor fine neincetand.

Page 70 of 91


Figura 7-4

Modul de actiune al geotextilelor filtrante 7.2. Proiectarea sistemelor de drenaj cu materiale geosintetice Asa cum a fost precizat, pentru functia de drenaj se pot utiliza geotextile, georetele sau geocompozite dedrenaj. Pentru dimensionarea acestor sisteme se poate defini un factor de siguranta, F(s):

q(admisibil) F(s) = ------------ sau (7.7) q(necesar) theta(admisibil) F(s) = ---------------- (7.8) theta(nec)

Valorile admisibile sunt determinate pe baza rezultatelor incercarilor de laborator si/sau a datelor din fiseletehnice, afectate de coeficientii de siguranta, facandu-se referire la NP 075/2002 - capitolul 9.

1 q(adm) = q(ult) ---------------------------------------- FS(c) x FS(FL) x FS(I) x FS(CC) x FS(CB)

unde: q(adm) este debitul admisibil care va fi folosit in proiectare, q(ult) este debitul ultim determinat din incercari, FS(c) este un coeficient partial de siguranta referitor la fenomenul de colmatare a terenului adiacent, FS(FL) este un coeficient partial de siguranta referitor la fenomenul de fluaj, FS(I) este un coeficient partial de siguranta referitor la patrunderea materialelor adiacente in deschiderilematerialului geosintetic, FS(CC) este un coeficient partial de siguranta referitor la colmatarea chimica, FS(CB) este un coeficient partial de siguranta referitor la colmatarea biologica. Tabelul 7-1 contine valori orientative ale coeficientilor partiali de siguranta pentru geotextile utilizate in diversedomenii, fiind subliniate cele aplicabile depozitelor de deseuri.

Tabelul 7-1

Valori orientative ale coeficientilor de siguranta partiali aplicabili debitului filtrat sau drenat de geotextile

la depozite de deseuri (Koerner, 1994)

Page 71 of 91


+--------------------------+---------------------------------------------------+ | | Coeficienti partiali de siguranta | | Domenii de utilizare +----------+---------+---------+---------+----------+ | | FS(C) | FS(FL) | FS(I) | FS(CC) | FS(CB) | +--------------------------+----------+---------+---------+---------+----------+ |Filtre asociate drenurilor|5.0 - 10.0|1.0 - 1.5|1.0 - 1.2|1.2 - 1.5|2.0 - 4.0 | +--------------------------+----------+---------+---------+---------+----------+ |Filtre la depozitele de |5.0 - 10.0|1.5 - 2.0|1.0 - 1.2|1.2 - 1.5|2.0 - 50.0| |deseuri | | | | | | +--------------------------+----------+---------+---------+---------+----------+ |Drenaje gravitationale |2.0 - 4.0 |2.0 - 3.0|1.0 - 1.2|1.2 - 1.5|1.2 - 1.5 | +--------------------------+----------+---------+---------+---------+----------+

Pentru cazul georetelelor, este prezentat, tot cu titlu orientativ, un tabel similar (Tabelul 7-2):

Tabelul 7-2

Valori orientative ale coeficientilor de siguranta partiali pentru determinarea debitului admisibil pentru georetele utilizate cu

functie de drenaj la depozite de deseuri (Koerner, 1994)

+--------------------------------------+---------------------------------------+ | | Coeficienti partiali de siguranta | | Domenii de utilizare +---------+---------+---------+---------+ | | FS(I) | FS(FL) | FS(CC) | FS(CB) | +--------------------------------------+---------+---------+---------+---------+ |Saltele drenante |1.3 - 1.5|1.2 - 1.4|1.0 - 1.2|1.0 - 1.2| +--------------------------------------+---------+---------+---------+---------+ |Sistem de drenaj de suprafata |1.3 - 1.5|1.2 - 1.4|1.0 - 1.2|1.2 - 1.5| +--------------------------------------+---------+---------+---------+---------+ |Sistem secundar de drenaj de baza |1.5 - 2.0|1.4 - 2.0|1.5 - 2.0|1.5 - 2.0| +--------------------------------------+---------+---------+---------+---------+ |Sistem primar de drenaj de baza |1.5 - 2.0|1.4 - 2.0|1.5 - 2.0|1.5 - 2.0| +--------------------------------------+---------+---------+---------+---------+

Trebuie avut in vedere faptul ca, sub sarcina adusa de materialele instalate deasupra sistemului de drenaj,sectiunea de curgere si, deci, debitul se micsoreaza. De asemenea, un aspect important este cel legat deposibilitatea de colmatare a drenajului. Valorile necesare ale debitului de drenat se obtin din bilantul hidraulic si dintr-un calcul de infiltratie bazat pe caracteristicile de permeabilitate ale diferitelor materiale aflate deasupra stratului drenant. In cazul in caresistemul drenant este unul secundar, adica amplasat intre cele doua etansari (primara si secundara) ale unuisistem dublu de etansare, trebuie luat in considerare si debitul de infiltratie prin etansare, conform celorprezentate in capitolul 5. Pentru o buna drenare se recomanda adoptarea de pante de minimum 2%. Sistemul de drenaj se asociaza cu unul de colectare si un filtru. In cazul instalarii sistemului de drenaj pe taluzuri trebuie verificata stabilitatea pe panta a acestuia, ca si amaterialelor aflate deasupra si dedesubtul sau acestuia, conform celor prezentate in capitolul 5. In cazul utilizarii unui material granular in sistemul de drenaj, daca acesta nu este stabil pe panta, se poateprevede o armare cu o geogrila sau geotextil de mare rezistenta (vezi paragraful 9.1). 7.3. Proiectarea sistemelor de colectare cu materiale geosintetice La baza stratului de drenaj din material granular se instaleaza conducte perforate din materiale geosinteticecare sa adune lichidul, care apoi este condus catre sistemul de colectare, alcatuit din conducte tot din materialegeosintetice (Figura 7-5). In acest scop, reteaua de drenuri si colectoare poate fi configurata in diferite moduri, dintre care cel mai simplueste cel prezentat principial in Figura 7-5, iar alte cateva exemple schematizate sunt ilustrate in Figura 7-6.

Page 72 of 91


Figura 7-5

Configurarea terenului si alcatuirea sistemului de colectare a levigatului

Figura 7-6

Scheme posibile de configurare a retelelor de colectare a levigatului In Figura 7-7 sunt prezentate schemele de calcul pentru doua cazuri des intalnite in practica. Pentru calculul coloanei de lichid dintre doua tuburi drenante, h se poate utiliza formula:

+----- + + L \| q/k | tan2 alfa tan alfa +---------------- |

h = --------- | --------- + 1 - -------- \|tan2 alfa + q/k | (7.9) 2 | q/k q/k | + +

unde: L - distanta dintre doua tuburi drenante, alfa - panta terenului dintre tuburile drenante, conform Figura 7-7, q - rata infiltratiei (a percolarii), k - coeficientul de permeabilitate al stratului drenant. Rata infiltratiei, q se calculeaza pe baza bilantului hidraulic si al infiltratiei prin diferitele materiale de deasupradrenajului. In cazul drenajului de baza, acesta va functiona pe toata durata de exploatare a depozitului, deci q va fi maximsi trebuie determinat pe baza datelor meteorologice specifice amplasamentului.

Page 73 of 91


Determinarea diametrului necesar al tuburilor drenante se face pe baza ecuatiilor din hidraulice. Alegereadiametrului trebuie facuta si din considerente de curatare, inspectare periodica, din aceste puncte de vederediametrele mici fiind nerecomandate. De asemenea, pentru acestea din urma si potentialul de colmatare biologicaeste mai ridicat.

Figura 7-7

Scheme de calcul pentru sistemele de colectare Trebuie de asemenea verificata rezistenta tuburilor la sarcina adusa de straturile de deasupra. Rezistenta tuburilor este influentata de tipul de transee in care sunt pozate. Pentru inaltimi mici de deseuri suntrecomandate transee in "V", in timp ce pentru sarcini mari aduse de deseuri sunt potrivite transee dreptunghiulareinguste, care sa asigure un bun sprijin lateral. Pentru a evita colmatarea conductelor perforate cu material pamantos, se recomanda respectareaurmatoarelor conditii: - pentru conducte cu fante: d85 > 1,2 latimea fantei, - pentru conducte perforate: d85 > diametrul perforatiilor Pentru caracteristicile fizice si mecanice, ca si pentru alte aspecte privind calculul conductelor din materialegeosintetice se va face referire la NP 075/2002 si Ghidul GP 043/99. In Figura 7-8 sunt date cateva tipuri de sisteme de colectare a levigatului avand camin de colectare, ca sidetalii de realizare a etansarii in zona caminului.

Page 74 of 91


Figura 7-8

Sisteme de colectare cu camin 7.4. Proiectarea sistemelor de filtrare cu materiale geosintetice Criteriile de alegere a filtrelor geotextile sunt asemanatoare celor utilizate pentru filtrele granulare, ele fiindlegate de: retinerea particulelor, permeabilitate si colmatare. Principiile fundamentale de proiectare ale filtrelor geotextile sunt: - pentru a se forma filtrul invers natural, deschiderile geotextilului trebuie sa fie suficient de mari pentru a lasa sa treaca particulele foarte fine, dar suficient de mici pentru a nu lasa sa treaca particulele mari; - numarul de deschideri ale geotextilului trebuie sa fie suficient de mare pentru a permite curgerea in conditiile unei colmatari partiale. In plus, geotextilul trebuie sa reziste eforturilor din faza de constructie si conditiilor climatice.

O95

Criteriul de retinere: --- <= (1 ... 3) d85

O95 - diametrul corespunzator la 95% din porii geotextilului

d85 - diametrul corespunzator la 85% din particulele de pamant in contact cu geotextilul In Figura 7-9 este data, spre exemplificare, o diagrama ce reuneste criteriile de retinere pentru diferite tipuri depamanturi, dupa Sharma si Lewis (1994). Notatii:

Page 75 of 91


d60

C(u) = --- [U(n)] - coeficient de neuniformitate, unde d60 este diametrul corespunzator la

d10

60% din particule, iar d10 diametrul corespunzator la 10% din particule;

+------- | d'100

C'(u) = | ----- - coeficient linear de uniformitate, in care d'100 este diametrul

\| d'10

corespunzator la 100% din particule, de pe curba granulometrica linearizata; (d30)

2

C(c) = ------- - coeficient de curbura, in care d30 este diametrul corespunzator la 30% din

d60 d10

particule, iar d60 si d10 au semnificatiile de mai sus.

Figura 7-9

Schema criteriilor de alegere a geotextilelor cu rol filtrant Criteriul de permeabilitate: F(s) = PSI(admisibil)/PSI(necesar) sau k(g) > k(p), unde: F(s) - factor de siguranta, PSI(admisibil) - permitivitatea geotextilului, determinata din incercarile de laborator si afectata de coeficientii partiali de siguranta sau din fisele tehnice PSI(necesar) - permitivitatea necesara pentru cantitatea estimata de lichid k(g) - coeficientul de permeabilitate al geotextilului, k(p) - coeficientul de permeabilitate al pamantului Pentru a tine cont de o eventuala colmatare, se recomanda aplicarea unui factor de siguranta egal cu 10, ceeace este echivalent cu a mari permeabilitatea necesara a geotextilului cu un ordin de marime. Criteriul de colmatare Criteriile de proiectare a filtrelor geotextile impotriva colmatarii nu sunt bine definite. In general se recomanda: - alegerea celei mai mari deschideri care satisface criteriul de retinere; - porozitatea geotextilelor netesute trebuie sa fie mai mare de 30%; - pentru geotextilele tesute, suprafata deschiderilor (porilor) trebuie sa fie de cel putin 4%. 7.5. Sisteme de detectare a scurgerilor In cazul utilizarii unui sistem dublu de etansare se prevede un strat drenant intre bariera primara si ceasecundara, cu scopul de a detecta si colecta eventualele infiltratii prin sistemul de etansare primar. In Figura 7-10 sunt prezentate scheme posibile de alcatuire a sistemului de detectare si colectare a scurgerilor. In figura a) este prezentat sistemul de detectare pe panta, iar in figura b) detaliile constructive in cazul utilizariiunei georetele. Figura c) prezinta o schema a unui sistem gravitational de colectare a scurgerilor care presupuneperforarea barierei primare, iar figura d) o alta varianta care implica strapungerea barierei secundare, ceea ceeste mai periculos din punctul de vedere al contaminarii terenului de fundare. Pentru detectarea infiltratiilor prin sistemele de etansare cu geomembrana se pot utiliza sisteme electrice, cusenzori.

Page 76 of 91


Figura 7-10

Sisteme de detectare si colectare a scurgerilor 7.6. Proiectarea sistemelor de drenare si colectare a gazelor cu materiale geosintetice In cazul deseurilor menajere, ca si pentru unele deseuri industriale, descompunerea anaeroba a deseurilorduce la generarea de gaze, din care principalele tipuri sunt dioxidul de carbon (CO2) si metanul (CH4). Dioxidul de carbon este mai greu decat aerul si va migra spre baza depozitului, fiind evacuat o data cu levigatul. Metanul,insa, este mai usor ca aerul si se va ridica spre suprafata depozitului, unde va intalni etansarea de suprafata.Este deci necesara prevederea unui strat de colectare a gazelor sub stratul de etansare de suprafata. In Figura 7-11 sunt prezentate doua scheme posibile: a) cu strat de drenare mineral si b) cu strat de drenare din geotextil, iarin Figura 7-12 modul de realizare a caminelor de ventilatie.

Page 77 of 91


Figura 7-11

Scheme de evacuare a gazului prin sistemul de acoperire

Figura 7-12

Modul de realizare a caminelor de ventilatie In calculul sistemelor de colectare a gazelor problema este estimarea cantitatii de gaz necesar a fi colectata,care nu poate fi facuta decat pe baza datelor experimentale obtinute de la alte depozite similare sau din literatura. Calculul este bazat pe determinarea unui factor de siguranta definit ca:

Q(admisibil) F(s) = ------------ (7.10) Q(necesar)

unde Q(admisibil) este debitul posibil a fi colectat prin geosinteticul de drenaj (georetea, geotextil), cu luarea inconsiderare a factorilor partiali de siguranta, iar Q(necesar) este debitul de gaz necesar a fi preluat.

8. PROIECTAREA SISTEMELOR ANTIEROZIONALE CU MATERIALE GEOSINTETICE

Page 78 of 91


Asocierea materialelor naturale si a celor geosintetice s-a dovedit eficace pentru prevenirea eroziunii de suprafata, produsele obtinute prezentand urmatoarele avantaje: • rezistenta buna in exploatare, chiar si in conditii de eroziune severa, • mentinerea umiditatii necesare pentru a favoriza germinatia plantelor, • asigurarea unei acoperiri pentru a evita supraincalzirea solara, • degradarea progresiva si controlabila. Sistemele clasice antierozionale sunt alcatuite din materiale naturale care asigura cresterea si dezvoltareavegetatiei (paie, talas, imbracaminti din iuta). Aceste materiale naturale pot fi inlocuite cu cele geosintetice intre care plasele si georetelele polimerice. Exista sisteme temporare antierozionale din materiale geosintetice, care au ca rol mentinerea solului siasigurarea insamantarii pana cand vegetatia se dezvolta, materialele fiind bio- sau fotodegradabile. Astfel de sisteme sunt utilizate pentru pante moderate, caracterizate de viteze mici ale curgerii. Alte sisteme sunt permanente si impiedica eroziunea chiar si in lipsa vegetatiei. Acestea sunt alcatuite deobicei din saltele, grile, plase sau celule. In Tabelul 8-1 sunt prezentate cateva din materialele destinate controlului eroziunii, iar in Figura 8-1 sunt date vitezele maxime de curgere ce se pot utiliza in proiectare, in functie de durata curgerii, pentru cele trei tipuri desisteme antierozionale. Limitarea vitezei scade odata cu gradul de inierbare. Cea mai buna performanta a fost constatata in cazulsaltelelor antierozionale.

Figura 8-1

Valori orientative ale vitezelor maxime de proiectare pentru diferite materiale utilizate pentru controlul eroziunii

Tabelul 8-1

Sisteme si materiale antierozionale

+----------------------+----------------------------------------------------------------------+ | Tipul de eroziune | Material | +----------------------+----------------------------------------------------------------------+ | I. |- paie sau fan slab legate cu asfalt sau adeziv | |Eroziune temporara |- dispozitive de marire a aderentei si stabilizatori pentru pamant | |si materiale destinate|- geofibre amestecate cu pamant | |dezvoltarii vegetatiei|- retele si plase biaxiale din polipropilena sau polietilena - (nu | | | absorb umiditatea, nu isi modifica dimensiunile in timp; sunt | | | "capsate" pe teren) | | |- saltele antierozionale - retele biaxiale din polipropilena sau | | | polietilena; se pun pe una sau pe ambele fete ale unei saltele din | | | paie, bumbac, fibre de cocos sau fibre polimerice. Fibrele sunt | | | mentinute prin lipire, coasere sau alte metode. | | |- fibre in semitort - fibre continue amplasate pe terenul de protejat.| | | Deasupra se toarna o emulsie bituminoasa sau alt stabilizator. | +----------------------+----------------------------------------------------------------------+ | II. |- semitort din fibre stabilizate la razele ultraviolete (cu negru de | |Eroziune permanenta | fum sau alti aditivi chimici) | |si materiale destinate|- saltele pentru controlul eroziunii si dezvoltarea vegetatiei - puse | |dezvoltarii vegetatiei| pe teren si umplute in interior cu pamant | |- sisteme slab armate |- saltele de ranforsare cu gazon - umplute si acoperite cu pamant | | |- geocelule umplute cu pamant insamantat | +----------------------+----------------------------------------------------------------------+

Page 79 of 91


| III. |- geocelule | |Eroziune permanenta |- saltele formate din doua geotextile cusute intre care se pune o | |si materiale destinate| umplutura din pamant vegetal | |dezvoltarii vegetatiei|- blocheti de beton cu pamant vegetal in interspatii | |- sisteme puternic |- blocuri de beton | |armate |- anrocamente | | |- gabioane | +----------------------+----------------------------------------------------------------------+

9. PROIECTAREA SISTEMELOR DE ARMARE CU MATERIALE GEOSINTETICE Asa cum a fost aratat in paragraful 3.1.6, materialele geosintetice cu functie de armare pot fi utilizate pentru: - realizarea de pante abrupte ale depozitului sau digurilor de inchidere sau compartimentare; - realizarea straturilor minerale drenante sau de etansare pe pante abrupte; - realizarea unei ranforsari a terenului suport; - drumuri, platforme sau structuri de sprijin adiacente depozitului propriu-zis. Pentru structurile de pamant armat cu rol de sustinere, ca si pentru pantele abrupte, proiectarea va facereferire la "Ghidul pentru proiectarea structurilor din pamant armate cu materiale geosintetice si metalice". Pentru platforme si alte sisteme de armare a terenului cu materiale geosintetice in scopul imbunatatiriicapacitatii portante se va elabora ulterior un ghid specific. Pentru criteriile de alegere a materialelor geosintetice utilizate cu functie de armare se va face referire la"Ghidul pentru proiectarea structurilor din pamant armate cu materiale geosintetice si metalice". In cele ce urmeaza vor fi prezentate doar aspectele specifice depozitelor de deseuri care nu sunt cuprinse inalte ghiduri. 9.1. Armarea straturilor minerale instalate pe pante In cazul in care pantele depozitului sunt abrupte si se doreste instalarea pe acestea a unui strat mineral dedrenaj sau etansare, stabilitatea acestuia poate fi asigurata prin armarea cu o geogrila sau un geotextil de marerezistenta. In functie de tipul si de cantitatea armaturii, majoritatea sau totalitatea fortelor destabilizatoare pot fi preluate,ceea ce determina o marire a factorului de siguranta. Analiza de stabilitate in cazul armarii cu materiale geosintetice se face conform celor prezentate in paragraful5.1.4.3, introducand o forta suplimentara din armatura, T ce actioneaza paralel cu panta, doar pe pana activa(Figura 9-1).

Figura 9-1

Schema de calcul metoda penei: panta de lungime infinita, grosime constanta, armare cu material geosintetic

Notatii: G(A) - greutatea penei active G(P) - greutatea penei pasive, N(A) - forta normala pe baza penei active, N(P) - forta normala pe baza penei pasive, C - forta de coeziune a penei pasive de-a lungul planului de cedare, C(a) - forta de adeziune dintre geomembrana si pamantul din pana activa, E(A) - reactiunea de pe pana activa datorata penei pasive, E(P) - reactiunea de pe pana pasiva datorata penei active, L - lungimea pantei,

Page 80 of 91


beta - unghiul pantei fata de orizontala, gamma - greutatea volumica a stratului mineral, Φ - unghiul de frecare interna al stratului mineral, h - grosimea stratului mineral T - forta din armatura, T = T(adm), rezistenta admisibila (pe termen lung) a armaturilor geosintetice Luand in consideratie pana activa si scriind echilibrul fortelor pe verticala, rezulta:

+ N(A) tg delta + C(a) + E(A) sin beta = G(A) - N(A) cos beta - | -------------------- + T | sin beta, (9.1) + F(s) +

De unde rezulta reactiunea de pe pana activa:

[F(s)] [G(A) - N(A) cos beta - T sin beta] - [N(A) tg delta + C(a)] sin beta E(A) = ---------------------------------------------------------------------------- (9.2) sin beta [F(s)]

Punand conditia E(A) = E(B) rezulta o ecuatie de gradul 2 in F(s), a carei solutie este:

+---------- - b + \| b2 - 4ac F(s) = ------------------ (9.3) 2a unde: a = [G(A) - N(A) cos beta - T sin beta] cos beta b = -[[G(A) - N(A) cos beta - T sin beta] sin beta tg Φ + + [N(A) tg delta + C(A)] sin beta cos beta + sin beta [C + G(P) tg Φ]] (9.4) c = [N(A) tg delta + C(a)] sin2 beta tg Φ

Armaturile geosintetice vor fi ancorate la partea superioara a pantei in aceeasi transee de ancorare cu celelalte materiale geosintetice instalate pe panta.

10. PUNEREA IN OPERA A MATERIALELOR GEOSINTETICE UTILIZATE LA DEPOZITE DE DESEURI

In acest capitol sunt prezentate principalele aspecte legate de punerea in opera a materialelor geosintetice cufunctii specifice depozitelor de etansare, respectiv: etansare, filtrare, drenare, protectie. Pentru materialele geosintetice cu functie de armare se va face referire la "Ghidul de proiectare a structurilordin pamant armat cu materiale geosintetice". 10.1. Punerea in opera a geomembranelor 10.1.1. Pregatirea stratului suport Intrucat geomembrana este sensibila la perforare, se va acorda o atentie deosebita pregatirii stratului suport. Stratul suport trebuie sa fie neted, fara fagase si fara variatii bruste, zone cu baltiri, zone moi sau cu portantainegala, fara incluziuni dure, angulare sau radacini. In functie de conditiile existente pe amplasament se poate prevedea o compactare pe cca 0,30 m. Daca stratul suport este alcatuit din materiale susceptibile de a se depune pe viitoarele zone de sudura alegeomembranei, se poate prevedea un strat de protectie din geotextil, de exemplu, in aceste zone. Se va acorda atentie pregatirii stratului suport in dreptul racordarilor cu alte constructii, in apropierea caroraeste dificila compactarea adecvata, ceea ce poate duce la tasari diferentiate. Daca o compactare corecta nu esteposibila, se pot utiliza materiale geosintetice cu functie de armare, dale de beton etc. Transeea de ancorare va fi executata la distanta, latimea si adancimea prevazuta in proiect. La colturi transeease va rotunji usor pentru evitarea indoirii geomembranei. Transeea se va curata de pietre sau pamantul cazutpentru a nu fi prins sub geomembrana. Daca transeea de ancorare se realizeaza intr-o argila sensibila la variatii de umiditate, aceasta va avea dimensiunea zonei ce poate fi acoperita cu geomembrana intr-o zi. Controlul executiei si calitatii stratului suport va fi realizat pe tronsoane determinate de executant. Inainte de instalarea geomembranei suprafata suport va fi inspectata de catre reprezentantulfurnizorului/instalatorului impreuna cu beneficiarul sau reprezentantul acestuia pentru a se aproba calitatea lui, iar

Page 81 of 91


instalatorul geocompozitului va semna un "Proces verbal de predare-primire amplasament". Executia stratului suport reprezinta faza determinanta (FD). Integritatea terenului de fundare este responsabilitatea constructorului de terasamente. 10.1.2. Planul de punere in opera Planul de punere in opera (de "croire") este realizat pentru fiecare zona in parte, tinandu-se cont de geometria lucrarii, pozitia si tipul eventualelor lucrari auxiliare, succesiunea operatiilor, dimensiunile rulourilor degeomembrana, latimea suprapunerilor si sensul acestora, posibilitatile de acces. Planul de punere in opera vacuprinde si modalitatea de ancorare a geomembranei si trebuie sa contina urmatoarele elemente: - dispozitia relativa a panourilor de geomembrana, - forma si modul de decupare, - amplasarea, - ordinea de instalare, - graficul si etapele de acoperire. Orice modificare a pozitiei rulourilor va fi mentionata pe planul de punere in opera. Fasiile de geomembrana vorfi asezate pe linia de cea mai mare panta, suprapunerile fiind realizate in lungul pantei, niciodata perpendicular peaceasta. 10.1.3. Instalarea geomembranei Instalarea geomembranei, ca pentru orice material geosintetic, nu se va face pe timp nefavorabil (zapada,ploaie, noroi, vant puternic, temperaturi extreme). In general, se va evita realizarea sudurilor la mai putin de 5°C, iar pentru temperaturi mai mari de 35°C se vor lua masuri speciale de executie. Inaintea pozitionarii geomembranei in locurile prevazute trebuie verificate: - terminarea transeelor de ancorare, - conformitatea stratului suport, - pregatirea constructiilor anexe pe care, eventual, geomembrana trebuie racordata; - disponibilitatea materialelor de lestare. Derularea geomembranei se va face in general mecanizat, utilizand personal uman pentru a ajusta pozitia.Produsul va fi derulat pe panta de sus in jos, fara a fi tarat. In timpul derularii se va tine seama de latimeaprevazuta pentru suduri si de directia acestora, conform planului de punere in opera. Pe masura ce derulareaavanseaza se verifica starea produsului si a stratului suport. Se va acorda o atentie deosebita derularii pentru anu se forma pliuri, deoarece repozitionarile ulterioare sunt dificile si pot duce la deteriorarea materialului. Se vaevita realizarea de suprapuneri suplimentare in punctele singulare (treceri de piese de exemplu). La partea superioara a taluzurilor geomembrana va fi introdusa in transeea de ancorare pe lungimea prevazutain proiect. In timpul fazei de montaj, pana la realizarea definitiva a ancorajului, geocompozitul instalat pe pante vafi lestat provizoriu cu ajutorul sacilor de nisip. Imbinarile prin sudura dintre rulourile de geomembrana trebuie realizate in asa fel incat sa fie asiguratacontinuitatea etansarii si trebuie sa li se acorde o atentie deosebita. Zonele de suprapunere dintre doua rulouriadiacente trebuie sa fie perfect intinse, fara pliuri sau corpuri straine. Pe masura avansarii derulariigeomembranei se elimina eventualele corpuri straine prezente in zona imbinarii. Se vor respecta indicatiilefabricantului de realizare a imbinarii prin sudura, functie de caracteristicile fiecarui produs in parte, iar tehnologiautilizata trebuie sa fie agrementata. Toate sudurile trebuie testate din punct de vedere distructiv si nedistructiv (cureferire la paragraful 4.5 din NP 075/2002). Orice portiune din sistemul de impermeabilizare care prezinta un defect trebuie marcata pe planul de punere inopera, iar defectul va fi reparat utilizandu-se una sau o combinatie a urmatoarelor metode: - petice: pentru repararea gaurilor, rupturilor; - polizare si sudare din nou: pentru repararea zonelor mici ale sudurilor extrudate. Zonele de sudura reparate vor fi supuse la teste distructive. In timpul punerii in opera, ca si dupa instalarea geomembranei este interzisa circulatia direct pe aceasta cuutilaje mecanizate. Daca nu este posibila asternerea in aceeasi zi a stratului de acoperire (daca este prevazut) se impune lestareageomembranei pentru a se evita antrenarea ei de catre vant. Lestarea se poate face cu saci de nisip sau prinacoperire continua la marginea ei cu pamant. Se va prevedea o lungime suplimentara de geomembrana pentru a suplini variatiile dimensionale datoratevariatiilor de temperatura. Se va acorda o atentie deosebita realizarii etansarii in punctele singulare (de racordare cu alte constructii, inprincipal rigide sau tronsoane, treceri de piese etc.). Controlul punerii in opera a geomembranei va urmari: - pozitionarea corecta a fasiilor de geomembrana in conformitate cu planul de punere in opera; - mentionarea pe planul de punere in opera a eventualelor modificari de pozitie, precum si a eventualelor petice; - corectitudinea realizarii imbinarilor prin sudura, respectiv respectarea latimii de suprapunere prevazuta prin proiect, a directiei imbinarilor, a tehnologiei de sudare; - testarea sudurilor prin procedeele autorizate pentru verificarea rezistentei lor - teste nedistructive pe toata

Page 82 of 91


lungimea sudurilor si teste distructive la fiecare capat al fiecarui cordon de sudura; - modul de realizare a ancorarii; - lestarea geomembranei daca este cazul. Punerea in opera a geomembranei reprezinta faza determinanta (FD). 10.2. Punerea in opera a geocompozitelor bentonitice 10.2.1. Pregatirea stratului suport Principiile generale de pregatire a stratului suport pentru geocompozitele bentonitice sunt similare celorprezentate in paragraful 10.1.1 pentru geomembrane. In cazul utilizarii unui geocompozit bentonitic format din geotextile si bentonita, exigentele referitoare lacalitatea stratului suport nu sunt atat de severe ca in cazul geomembranelor, avand in vedere ca sensibilitatea lorla perforare este mai scazuta. Pentru geocompozitele bentonitice in componenta carora intra o geomembrana si care vor fi instalate cuaceasta in jos, exigentele referitoare la stratul suport sunt aceleasi ca pentru geomembrane. 10.2.2. Planul de punere in opera Se vor respecta prevederile de la punctul 10.1.2. 10.2.3. Instalarea geocompozitelor bentonitice Geocompozitele bentonitice trebuie instalate conform specificatiilor din proiect, respectand orientarea fetelorprin raport cu stratul suport. Derularea geocompozitului se va face in general mecanizat, utilizand personal uman pentru a ajusta pozitia.Produsul va fi derulat pe panta de sus in jos, fara a fi tarat. Tararea acestuia poate duce la dezlipirea bentonitei,daca aceasta este la partea inferioara si la compromiterea totala a produsului. In timpul derularii se va tine seamade latimea prevazuta pentru suprapuneri si de directia acestora, conform planului de punere in opera. Se va evitarealizarea de suprapuneri suplimentare in punctele singulare (treceri de piese de exemplu). Pe masura cederularea avanseaza se verifica starea produsului si a stratului suport. Se va acorda o atentie deosebita derulariipentru a nu se forma pliuri, tinandu-se cont si de faptul ca repozitionarile ulterioare sunt dificile si pot duce ladeteriorarea materialului. La partea superioara a taluzurilor geocompozitul va fi introdus in transeea de ancorare pe lungimea prevazutain proiect. In timpul fazei de montaj, pana la realizarea definitiva a ancorajului, geocompozitul instalat pe pante vafi lestat provizoriu cu ajutorul sacilor de nisip. In cazul geocompozitelor cu geomembrana se va prevedea o lungime suplimentara de geocompozit pentru asuplini variatiile dimensionale datorate variatiilor de temperatura. Orice portiune din sistemul de impermeabilizare care prezinta un defect trebuie marcata pe planul de punere inopera, iar defectul va fi reparat cu ajutorul unor petice care se vor suprapune peste zona defectuoasa. Trecerile de piese (tevi, conducte etc.) prin etansare reprezinta puncte singulare care trebuie tratate cumaximum de atentie. Se vor respecta detaliile de executie din proiect pentru realizarea etansarii in dreptul trecerii. Imbinarile se pot realiza prin simpla suprapunere si, eventual, adaos de bentonita sau prin sudura daca este ungeocompozit cu geomembrana si daca se considera necesar (referinta capitolul 7.3.5 din NP 075/2002). In timpul punerii in opera ca si dupa instalarea geocompozitului bentonitic este interzisa circulatia direct peacesta cu utilaje mecanizate. Imediat dupa instalarea unei portiuni de geocompozit se va proceda la asternerea geotextilului de protectie(daca este vorba de un geocompozit cu geomembrana instalat cu aceasta din urma in sus) sau a stratului mineralde deasupra prevazut in proiect pentru a se evita orice deteriorare a produsului. Geotextilul se va asterne astfelincat sa fie acoperita toata suprafata geomembranei. Suprapunerile dintre rulourile de geotextil se vor face inacelasi sens ca cele ale geomembranei (pe linia de cea mai mare panta) pe distanta prevazuta in proiect.Geotextilul de protectie va fi ancorat in aceeasi transee de ancoraj cu geomembrana. Daca nu este posibila asternerea in aceeasi zi a stratului de drenaj se impune lestarea geotextilului de protectiepentru a se evita antrenarea lui de catre vant. Lestarea se poate face cu saci de nisip sau prin acoperire continuala margine cu pamant. Sacii de nisip vor avea 30-40 kg si vor amplasati la cca 10 m distanta unul de altul. Instalarea geocompozitului bentonitic nu se poate face pe timp de ploaie, vant foarte puternic sau pe un terencu umiditate foarte ridicata (balti etc.). Daca geocompozitul a fost lasat descoperit, fara strat de lestare si auexistat precipitatii, produsul poate fi compromis datorita hidratarii necontrolate a bentonitei, fara efort normal.Producatorul geocompozitului va preciza care sunt masurile care trebuie luate in eventualitatea aparitiei acesteisituatii. Controlul punerii in opera a geocompozitului va urmari: - pozitionarea corecta a fasiilor de geocompozit in conformitate cu planul de punere in opera; - mentionarea pe planul de punere in opera a eventualelor modificari de pozitie, precum si a eventualelor petice; - corectitudinea realizarii imbinarilor prin suprapunere sau sudura, respectiv respectarea latimii de suprapunere prevazuta prin proiect, a directiei imbinarilor, a tehnologiei de sudare; - testarea sudurilor prin procedeele autorizate pentru verificarea rezistentei lor - teste nedistructive pe toatalungimea sudurilor si teste distructive la fiecare capat al fiecarui cordon de sudura; - modul de realizare a ancorarii la partea superioara a taluzului;

Page 83 of 91


- acoperirea geocompozitului cu geotextilul de protectie - corectitudinea realizarii acesteia, precum si conformitatea materialului instalat cu cerintele din proiect; - lestarea geotextilului de protectie sau a geocompozitului daca este cazul. Punerea in opera a geocompozitului bentonitic reprezinta faza determinanta (FD). 10.3. Punerea in opera a geotextilelor 10.3.1. Pregatirea stratului suport Pentru geotextilele care se instaleaza in contact cu terenul natural, cu un strat de material mineral, granularsau nu sau cu deseurile, indiferent de functia pe care o vor indeplini, stratul suport trebuie realizat astfel incat sanu se produca deteriorarea produsului la instalare. Astfel, se va realiza o nivelare, o repozitionare sau chiar oeliminare a elementelor grosiere sau angulare, eventual o compactare usoara a suportului. Nu sunt admisefagase, denivelari pronuntate, baltiri, zone noroioase etc. Daca rolul geotextilului este major (cu rol de armare, de exemplu) pregatirea stratului suport poate constituifaza determinanta (FD). 10.3.2. Planul de punere in opera A se vedea paragraful 10.1.2. 10.3.3. Instalarea geotextilului Derularea geotextilului se face manual sau mecanizat, prin derulare, fara a fi tarat, utilizand personal umanpentru dirijare si repozitionare, respectand planul de punere in opera. Daca este vorba despre un geotextil de protectie a geomembranei la partea superioara a acesteia din urma,acesta va fi instalat pe masura ce se instaleaza geomembrana, prin derulare in acelasi sens, evitand a se circulape ea. Daca geotextilul este unul filtrant sau de separatie instalat pe un material drenant se va avea grija sa nu seantreneze particule de material granular. In cazul geotextilelor instalate deasupra unor alte straturi de geosintetice, se va urmari sa nu fie antrenatmaterialul de dedesubt. Daca frecarea dintre cele doua materiale este mare (de exemplu, geomembranarugoasa) se va acorda o atentie sporita pozitionarii corecte a fasiilor, deoarece repozitionarile ulterioare pot ducela sfasierea geotextilului. Asternerea geotextilului de separatie instalat sub stratul de deseuri se va face doar pe portiunile pe care vor fidepozitate deseuri in urmatoarele zile, astfel incat geotextilul sa nu fie supus deteriorarii datorate conditiilorclimatice sau vandalismului. Imbinarile se fac de regula prin simpla suprapunere. In cazul in care geotextilele sunt utilizate cu functie dearmare se pot utiliza imbinari care sunt descrise in "Ghidul pentru proiectarea structurilor din pamant armate cumateriale geosintetice si metalice". Se vor lua masuri pentru lestarea geotextilului intre fazele de executie pentru a nu fi antrenat de vant. Controlul punerii in opera a geotextilului va urmari: - pozitionarea corecta a fasiilor de geotextil in conformitate cu planul de punere in opera; - mentionarea pe planul de punere in opera a eventualelor modificari de pozitie, precum si a eventualelor deteriorari, reparatii etc.; - corectitudinea realizarii imbinarilor; - modul de realizare a ancorarii la partea superioara a taluzului; - lestarea geotextilului daca este cazul. 10.4. Punerea in opera a georetelelor si geocompozitelor de drenaj 10.4.1. Pregatirea stratului suport Exigentele referitoare la pregatirea stratului suport nu sunt atat de severe ca pentru geomembrane saugeocompozite bentonitice. Pentru geocompozitele de drenaj care comporta geotextile in alcatuirea lor, se vor respecta prevederile dinparagraful 10.3.1. 10.4.2. Planul de punere in opera A se vedea paragraful 10.1.2. 10.4.3. Instalarea georetelelor si a geocompozitelor de drenaj Instalarea acestor materiale se face prin derulare manuala sau mecanizata, cu respectarea planului de punerein opera si a eventualelor latimi de suprapunere. Daca instalarea acestor produse se face deasupra unui alt strat de geosintetic, se va avea in vedere ca acestasa nu fie deteriorat. Controlul calitatii punerii in opera va urmari aceleasi aspecte ca in cazul geotextilelor (paragraful 10.3.3). 10.5. Punerea in opera a geogrilelor Pentru punerea in opera a geogrilelor cu functie de armare se vor respecta principiile generale de mai sus, casi prevederile specifice din "Ghidul pentru proiectarea structurilor din pamant armat cu materiale geosintetice simetalice". 10.6. Receptia si stocarea materialelor geosintetice pe santier Manipularea rulourilor si transportul materialelor geosintetice in magazia de stocare se va face mecanizat cu

Page 84 of 91


ajutorul unei bare care se introduce prin miezul de carton al rulourilor si ale carei capete sunt apoi prinse cucabluri si ridicate cu echipamente adaptate (excavator, macara etc.). Bara va trebui sa fie suficient de lunga sirigida pentru a nu provoca incovoierea excesiva a ruloului atunci cand este ridicat. Stocarea rulourilor se va face intr-o magazie, astfel incat produsele sa fie protejate de orice intemperii. Se va verifica starea filmului plastic care acopera fiecare rulou si in caz de rupturi ale acestuia va fi inlocuitpartial sau total. La livrare, marfa va fi insotita de fisele tehnice ale fiecarui lot de produse atestand calitatea marfii la iesirea dinfabrica. Controlul vizual consta in verificarea starii rulourilor la sosirea marfii pe santier (starea materialului geosinteticsi a filmului plastic care acopera ruloul). Se vor semnala orice deteriorari ale produsului datorate transportului.

11. EXEMPLE DE CALCUL Se doreste realizarea unui depozit de deseuri menajere pe un amplasament de forma dreptunghiulara cudimensiuni 200 x 400 m, organizat in doua celule, in sistem mixt (semiingropat), conform schemei din Figura 11-1.

Figura 11-1

Schema depozitului propus Terenul este alcatuit astfel: ±0,00 - 3,50 m argila prafoasa nisipoasa cu gamma = 18 kN/m3, Φ = 20°, c = 40 kPa, k = 10-6 m/s - 3,50 - -5,00 m praf nisipos cu gamma = 18,4 kN/m3, k = 10-4 m/s - 5,00 - -10,00 m nisip cu pietris cu gamma = 19 kN/m3, k = 10-2 m/s Apa subterana cantoneaza in stratul de nisip cu pietris la cota -6,00 m. Depozitul va fi fundat la cota -3,00 m in stratul de argila prafoasa nisipoasa. Deseurile au o greutate volumica gamma = 12 kN/m3. 11.1. Sistem de etansare-drenaj de baza 11.1.1. Comparatie cu cerintele legislative

+-------------------------+-------------------+--------------------------------+ | |Cerinte legislative| Situatie reala | | | HG nr. 162/2002 | | +-------------------------+-------------------+--------------------------------+ |Grosime bariera geologica| 1 m |0,50 m argila prafoasa nisipoasa| | | |+ 1,50 m praf nisipos | +-------------------------+-------------------+--------------------------------+ |Permeabilitate | 10-9 m/s |0,50 m cu k = 10-6 m/s + |

| | |1,50 m cu k = 10-4 m/s | +-------------------------+-------------------+--------------------------------+ |Grosime minima argila | 0,50 m |0,50 m | +-------------------------+-------------------+--------------------------------+

Page 85 of 91


11.1.2. Solutie propusa Bariera geologica este alcatuita din 0,50 m argila prafoasa nisipoasa cu k = 10-6 m/s si 1,50 m praf nisipos cu k = 10-4 m/s si este asezata peste stratul de nisip cu pietris. Pentru a respecta cerintele legislative se propune unsistem de etansare-drenaj asezat pe bariera geologica compus din (de jos in sus): - geocompozit bentonitic alcatuit din geotextil + bentonita + geotextil - geomembrana HDPE neteda la baza si rugoasa pe ambele fete pe taluzuri - geotextil de protectie a geomembranei la baza - strat drenant mineral la baza (0,50 m grosime) si geocompozit de drenaj pe pante - strat de separatie intre stratul mineral drenant si deseuri, la baza depozitului, din geotextil Pentru verificarea acestui sistem se efectueaza calculele de echivalenta urmatoare: 11.1.3. Calcul de echivalenta - Criterii hidraulice 11.1.3.1. Debitul de infiltratie prin sistemul de etansare Pentru calcul se vor accepta urmatoarele conditii: - cota levigatului este la cota superioara a stratului de drenaj, respectiv inaltimea de levigat este de 0,50 m; - suprafata de calcul este de 1 m2; - pentru acest calcul se ignora prezenta geomembranei. Prin bariera geologica prevazuta prin lege debitul este egal cu: Q(lege) = k i A, unde k = 10-9 m/s, i = 0,5/1 = 0,5, A = 1 m2 Q(lege) = 5 x 10-10 m3/s/m2. Prin sistemul de etansare propus (0,5 m argila prafoasa + 1,5 m praf nisipos + 8 mm bentonita saturata) debituleste egal cu: Q(propus) = k i A, unde k este permeabilitatea echivalenta a sistemului argila prafoasa + praf nisipos + bentonita egal cu:

___ \ / H(i) --- 0,5 + 1,5 + 0,008 k = -------- = ------------------- = 2,5 x 10-10 m/s ___ 0,5 1,5 0,008 \ H(i) ---- + ---- + ----- / ---- 10-6 10-4 10-12 --- k(i) 0,5 i = ----------------- = 0,249 0,5 + 1,5 + 0,008 A = 1 m2

Q(propus) = 2,5 x 10-10 x 0,249 x 1 = 6,22 x 10-11 m3/s/m2.

Debitul ce trece prin sistemul propus este mai mic decat cel prin sistemul impus prin lege. 11.1.3.2. Debitul de infiltratie prin defectele geomembranei Se utilizeaza relatia (4.4):

+ H +0,95

1 + 0,1 | ---- | q(GM/A) + k(A) +0,74 + h(A) + ------------- = | ------ | -------------------------- q(GM/B/AP+PN) + k(cch) + + H +0,95 1 + 0,1 | ---------- | + h(B+AP+PN) +

in care:

Page 86 of 91


q(GM/A) - debitul unitar ce traverseaza sistemul impus alcatuit din geomembrana si 1 m argila, q(GM/B/AP+PN) - debitul unitar ce traverseaza sistemul propus, alcatuit din bariera geologica (argila prafoasa + praf nisipos) si bentonita geocompozitului bentonitic, h(A) - grosimea stratului de argila in sistemul impus (1 m), h(B+AP+PN) - grosimea bentonita + argila prafoasa + praf nisipos (2,008 m) H - coloana de levigat pe sistemul de etansare (0,50 m) Rezulta:

+ 0,5 +0,95

1 + 0,1 | --- | q(GM/A) + 10-9 +0,74 + 1 + ------------- = | ----------- | ----------------------------------- = 2,85 q(GM/B/AP+PN) + 2,5 x 10-10 + + 0, 5 +0,95 1 + 0,1 | ------------------- | + 0,5 + 1,5 + 0,008 +

In cazul existentei unui defect in geomembrana, debitul prin sistem impus este de 2,85 ori mai mare decat incazul sistemului propus. 11.1.3.3. Timpul de traversare Se utilizeaza relatia (4.6):

n h t(trav) = ---------------------- + + H +0,95+ k | 1 + 0,1 | - | | + + h + +

Pentru sistemul impus de lege rezulta:

n(argila) h(argila) 0,4 x 1 t(trav impus) = ---------------------------------------- = ----------------------------- = 12,05 ani + + H +0,95 + + + 0,5 +0,95 +

k(argila) | 1 + 0,1 | --------- | | 10-9 | 1 + 0,1 | --- | | + + h(argila) + + + + 1 + +

Pentru sistemul propus rezulta:

n(echiv) h(B/AP/PN) 0,4 x (0,5 + 1,5 + 0,008) t(trav propus) = -------------------------------- = ------------------------------------------- = 99,22 ani + + H +0,95 + + 0,5 +0,95+

k(echiv)|1 + 0,1|----------| 2,5 x 10-10|1 + 0,1|-----------------| | + +h(B/AP/PN)+ + +0,5 + 1,5 + 0,008+ +

Si din acest punct de vedere sistemul propus este superior, timpul de traversare fiind mai mare. 11.1.4. Grosime geomembrana Se utilizeaza relatia (5.3):

p x t(g) = -------- • ---------- [tan delta(S) + tan delta(I)] cos beta sigma(adm)

in care se considera urmatoarele valori: p = 72 kPa (6 m deseuri cu gamma = 12 kN/m3)

Page 87 of 91


beta = 70° x = 25 cm (valoare maxima acceptata) sigma(adm) = 20 N/mm2 delta(S) = 10° (geomembrana - geotextilul geocompozitului bentonitic) delta(I) = 15° (geomembrana - argila prafoasa) Rezulta t(g) = 1,17 mm. Grosimea necesara a geomembranei este de 1,5 mm grosime. 11.1.5. Stabilitate etansare pe panta Schema de calcul, pe baza celor prezentate in paragraful 5.3.3 si a sistemului propus mai sus, este cea dinFigura 11-2.

Figura 11-2 unde: G - greutatea straturilor de deasupra (deseuri cu o inaltime medie de 4 m cu gamma = 12 kN/m3): G = 4 m x 12 kN/m3 = 48 kN/m2 N - forta normala, N = G cos beta = 48 cos 21,8° = 44,56 kN/m2 F1 = N tg delta1, unde delta1 este unghiul de frecare dintre geotextilul inferior al geocompozitului bentonitic siteren, ce poate fi luat egal cu 20°. Rezulta F1 = 16,21 kN/m2. F2 = -F1 F3 = N tg delta2, unde delta2 este unghiul de frecare dintre geotextilul superior al geocompozitului bentonitic sigeomembrana rugoasa, egal aproximativ cu 25°. Rezulta F3 = 20,77 kN/m2. F4 = -F3 F5 = N tg delta3, unde delta3 este unghiul de frecare dintre geomembrana rugoasa si geotextilul inferior al geocompozitului de drenaj, ce poate fi considerat egal cu 20°. Rezulta F5 = 16,21 kN/m2. Diferenta F3 - F2 = 4,56 kN/m2 dintre fortele de pe cele doua fete ale geocompozitului bentonitic reprezinta tensiunea ce trebuie preluata de acesta, deci trebuie sa fie mai mica decat rezistenta la intindere. In mod similar se procedeaza pentru celelalte materiale geosintetice. 11.1.6. Transee de ancorare Pentru ancorarea materialelor geosintetice la partea superioara a pantei 1:2,5 se propune realizarea uneitransei dreptunghiulare. Cu notatiile din Figura 5-18 si folosind relatiile (5.46), rezulta:

T(AT) = T(AT1) + T(AT2) + T(AT3) + T(AT4) + T(AT5) = 6,91 + 13,1 • l(AT) T(AT1) = gamma • l • d • tan delta(GB/teren) = 18 • 1 • 0,5 • tan 20° = 3,27 kN/m T(AT2) = gamma • l(AT) [d + d(AT)] tan delta(GB/teren) = 18 • l(AT) • (0,5 + 0,5) tan 20° = 6,55 • l(AT) kN/m T(AT3) = gamma • l(AT) [d + d(AT)] tan delta(GB/acoperire) = 18 • l(AT) • (0,5 + 0,5) tan 20° = 6,55 • l(AT) kN/m + 2d + d(AT) + T(AT4) = gamma(teren) [1 - sin Φ(teren)] d(AT) | ---------- | tan delta(GB/teren) = + 2 + + 2 • 0,5 + 0,5 + = 18 • (1 - sin 15°) • 0,5 • | ------------- | tan 20° = 1,82 kN/m + 2 + + 2d + d(AT) + T(AT5) = gamma [1 - sin Φ(acoperire)] d(AT) | ---------- | tan delta(GB/acoperire) = + 2 + + 2 • 0,5 + 0,5 + = 18 • (1 - sin 15°) • 0,5 •| ------------- | tan 20° = 1,82 kN/m + 2 +

Page 88 of 91


unde: gamma - greutatea volumica a stratului de acoperire, delta(GM/acoperire) - unghiul de frecare dintre geomembrana si stratul de acoperire, d(AT) - adancimea transeei, presupusa egala cu 0,50 m, l(AT) - latimea transeei, Φ(teren) - unghiul de frecare interna a terenului de sub geomembrana, Φ(acoperire) - unghiul de frecare interna a stratului de acoperire, gamma(teren) - greutatea volumica a terenului de sub geomembrana. Forta in ancoraj este T = F1 = 16,21 kN/m. Ecuatia de echilibru este: T cos beta = T(AT) 16,21 cos 21,8° = 6,91 + 13,1 • l(AT) Rezulta l(AT) = 0,60 m. 11.1.7. Calculul concentratiei relative de poluant Pentru determinarea concentratiei de poluant in apa subterana intr-o sectiune aval a depozitului de deseuri au fost luate in considerare urmatoarele caracteristici ale materialelor care alcatuiesc sistemul de etansare si stratulde atenuare (terenul natural de sub depozit, deasupra stratului permeabil in care este cantonata apa subterana):

+--------------------------+---------+------------+---------------+------------+ | Componenta a sistemului |Grosimea,|Porozitatea,|Coeficientul de|Coeficientul| | de etansare si strat de | l [m] | n [-] |permeabilitate,|de difuzie, | | atenuare | | | k [m/s] | D [m2/s] | +--------------------------+---------+------------+---------------+------------+ | Geomembrana HDPE | 0,0015 | 1 | 1 • 10-14 | 5 • 10-14 | +--------------------------+---------+------------+---------------+------------+ | Geocompozit bentonitic | 0,008 | 0,7 | 1 • 10-12 | 2 • 10-10 | +--------------------------+---------+------------+---------------+------------+ |Argila prafoasa nisipoasa | 0,5 | 0,4 | 1 • 10-6 | 1 • 10-9 | +--------------------------+---------+------------+---------------+------------+ | Praf nisipos | 1,5 | 0,4 | 1 • 10-4 | 1 • 10-7 | +--------------------------+---------+------------+---------------+------------+

Poluantul pentru care este prezentat exemplul de calcul este benzenul cu o concentratie de c0 = 300 µg/l. Concentratia admisibila in apa subterana, conform L 458/2002 privind calitatea apei potabile cu care esteasimilata apa subterana, este de c1(adm) = 1 µg/l. Pentru determinarea concentratiei relative, respectiv, a concentratiei c1 de poluant in acvifer, sistemul de etansare si terenul de fundare, vor fi inlocuite cu un strat echivalent avand urmatoarele proprietati:

___ \ - grosimea echivalenta: L(e) = / L(i) = 0,0015 + 0,008 + 0,5 + 1,5 aprox. = 2,0 m --- ___ \ / L(i) --- 2 - porozitatea echivalenta: n(e) = -------- = -------------------------- = 0,40 ___ 0,0015 0,008 0,5 1,5 \ L(i) ------ + ----- + --- + --- / ---- 1 0,7 0,4 0,4 --- n(i) - coeficientul de permeabilitate echivalent: ___ \ / L(i) --- 2 k(e) = -------- = ------------------------------------------- => k(e) = 1,272 • 10-11 m/s ___ 0,0015 0,008 0,5 1,5 \ L(i) --------- + --------- + -------- + -------- / ---- 1 • 10-14 1 • 10-12 1 • 10-6 1 • 10-4 ___ k(i) - coeficientul de difuzie echivalent: ___ \ L(i) 0,0015 0,008 0,5 1,5 / ---- ------ + ----- + --- + --- --- n(i) 1 0,7 0,4 0,4 D(e) = -------------- = --------------------------------------------------------- => ___ 0,0015 0,008 0,5 1,5 \ L(i) ------------- + --------------- + ---------- + ---------- / ---------- 1 • 5 • 10-14 0,7 • 2 • 10-10 0,4 • 10-9 0,4 • 10-7 --- n(i) D(i) D(e) = 1,6 • 10-10 m2/s - pentru acest calcul se va considera o inaltime medie a coloanei de levigat deasupra sistemului de etansare egala cu 30 cm. k(e) • DELTA h 1,272 • 10-11 • 2,3 - numarul lui Peclet: P = -------------- = ------------------- => P = 0,456 n(e) D(e) 0,4 • 1,6 • 10-10

Page 89 of 91


Grosimea de calcul a acviferului poate fi cel mult egala cu grosimea acestuia; ea se refera la zona din acvifer incare se propaga unda de poluare si este data de relatiile urmatoare (E.P.A., 1996): - viteza de infiltratie: q = k(e) • i = 1,272 • 10-11 • 2,3/2 = 1,46 • 10-11 m/s - coeficientul de permeabilitate orizontal al acviferului: k(a) = 10-3 m/s - gradientul hidraulic in acvifer: i(a) = 0,001 - dispersivitatea acviferului: alfa(z) = 0,1 - grosimea reala a acviferului: t(aq) = 5 m - grosimea de calcul a acviferului:

+ q • l + + 1,46•10-11•380+

| --------------- | | --------------| +-------------- | k(a)•i(a)•t(aq) | +-------------- | 10-3•0,001•5 | t(aq) (eq) = \| 2 alfa(z) • l + t(aq) | 1 - e | = \| 2 • 0,1 • 380 + 5 | 1 - e | = 8,71 + + + + Se va adopta deci ca grosime de calcul minimul dintre cele doua valori ale grosimii: => t(aq) (eq) = 5 m

- debitul de apa din acvifer: Q = k(a) • i(a) • t(aq) (eq) = 10-3 • 0,001 • 5 = 5 • 10-6 m3/s, ml

Concentratia relativa se obtine cu relatia, considerand ca benzenul nu a fost identificat in apa subterana insectiunea amonte a depozitului, c(b) = 0:

+ e^P + + e0,456 +

+ +| ------- | + +| ---------- | c1 - c(b) | q • x |+ 1 - e^P + | 1,46 • 10-

11 • 380 |+ 1 - e0,456 +

- R(c) = --------- = 1 - | 1 + ----- | = 1 - | 1 + ------------------ | => R(c) = 0,003024 c0 - c(b) | Q | | 5 • 10-

6 |

+ + + + c(x)âdm - c(b) 1 - R(c)âdm = --------------- = --- = 0,0033 c0 - c(b) 300

Deoarece R(c) <= R(c)âdm rezulta ca sistemul de etansare propus asigura o izolare suficienta a depozitului. 11.1.8. Calculul sistemului de drenare de taluz cu materiale geosintetice Pentru calculul sistemului de drenaj ce va fi instalat pe taluzuri, alcatuit din geocompozit de drenaj, estenecesara estimarea debitului necesar a fi transportat de catre geocompozit, q(necesar), pe baza bilantuluihidraulic. Din relatia (7.7) rezulta: q(admisibil) = F(s) q(necesar), unde F(s) este un factor de siguranta. Pentru calculul debitului admisibil se foloseste urmatoarea relatie (referinta normativ NP 075/2002, capitolul 9):

1 q(adm) = q(ult) --------------------------------, unde: FS(FL) x FS(I) x FS(CC) x FS(CB)

q(adm) este debitul admisibil care va fi folosit in proiectare, q(ult) este debitul ultim determinat din incercari, FS(FL) este un coeficient partial de siguranta ce tine cont de fenomenul de fluaj, FS(I) este un coeficient partial de siguranta ce tine cont de patrunderea materialelor adiacente in deschiderilematerialului geosintetic, FS(CC) este un coeficient partial de siguranta ce tine cont de colmatarea chimica, FS(CB) este un coeficient partial de siguranta ce tine cont de colmatarea biologica. Conform Tabelul 7-2, se adopta urmatoarele valori ale coeficientilor partiali de siguranta: FS(FL) = 1,5 FS(I) = 1,6

Page 90 of 91


FS(CC) = 1,6 FS(CB) = 1,6 Rezulta ca debitul ultim raportat in fisa tehnica a produsului se va imparti la 6,144 pentru a obtine debituladmisibil (valoare de calcul). Valoarea debitului necesar a fi drenat va fi comparata cu debitul admisibil astfel obtinut. Intrucat geocompozitul de drenaj comporta si doua geotextile care indeplinesc o functie de filtrare, ele trebuiealese din punct de vedere al deschiderii porilor conform criteriilor prezentate in paragraful 7.4. 11.2. Sistem de etansare-drenaj de suprafata Pentru inchiderea depozitului se propune urmatoarea solutie (de jos in sus): - strat drenant pentru gaze din pietris, 0,50 m grosime, - etansare cu geocompozit bentonitic, - strat drenant pentru apele din precipitatii din pietris, 0,50 m grosime, - acoperire cu pamant, 1,0 m din care 0,30 m sol vegetal. Pentru geocompozitul bentonitic nu sunt calcule specifice de realizat.

LISTA DOCUMENTELOR DE REFERINTA 1. Batali, L. - Geocompozite bentonitice, Ed. Conspress, 1999, 144 p. 2. Gazdaru, A., Manea, S., Feodorov, V., Batali, L. - Geosinteticele in constructii. Proprietati, utilizari, elementede calcul, Ed. Academiei Romaniei 1999, 329 p. 3. Giroud, J.P. - Equations for calculating the rate of liquid migration through composite liners due togeomembrane defects, Geosynthetics International vol. 4, nos. 3-4, 1997, p. 335-348. 4. Giroud, J.P., Badu-Tweneboah, K., Soderman, K.L. - Comparison of leachate flow through compacted clay liners and geosynthetic clay liners in landfill liner systems, Geosynthetics International vol. 4, nos. 3-4, 1997, p. 391-431. 5. Koerner, R.M. - Designing with geosynthetics, Prentice Hall, 3rd ed., 1994, 783 p. 6. Manassero, M., Benson, C.H., Bouazza, A. - Solid waste containment systems, Proceedings of International Conference GeoENG 2000, Balkema, 2000. 7. Manassero, M., Shackelford, C.D. - The role of diffusion in contaminant migration through soil barriers, Rivista Italiana di geotecnica, AGI 28, 1994. 8. Manea, S., Jianu, L. - Geotehnica mediului inconjurator. Protectia terenurilor de fundare si depoluarea lor.Solutii de depozitare a deseurilor, UTCB, 1998, 184 p. 9. Monjoie, A., Rigo, J.M., Polo-Chiapolini, C. - Vademecum pour la realisation des systemes d'etancheite -drainage artificiels pour les sites d'enfouissement technique en Wallonie, Universite de Liege, 1992. 10. Pietraru, J. - Halde pentru depozitarea slamurilor, cenusilor, zgurilor, sterilelor si deseurilor menajere, Ed.Tehnica, 1982, 260 p. 11. Sharma, H.D., Lewis, S.P. - Waste containment systems, waste stabilization and landfills. Design andevaluation, John Wiley & Sons, 1994, 588 p. 12. Geotechnical practice for waste disposal, Ed. D.E. Daniel, Chapman & Hall, 1993, 683 p. 13. Reccomandations generales pour la realisation d'etancheite par geosynthetiques bentonitiques, ComiteFrancais des Geosynthetiques, 1998, fascicule 12. 14. Reccomandations pour l'utilisation des geosynthetiques dans les centres de stockage de dechets, ComiteFrancais des Geotextiles et geomembranes, 1995, fascicule 11. 15. Soil screening guidance, Office of Solid Waste and Emergency Response, EPA, 1996.

Page 91 of 91


Documents

Ghid Privind Proiectarea Depozitelor de Deseuri Cu Materiale Geosintetice