Probleme Speciale de Geotehnica si Fundatii

PMNTURI CU UMFLTURI SI CONTRACII MARI (P.U.C.M.)1)Definirea P.U.C.M:Pmnturile cu umflturi si contracii mari, denumite si pmnturi contractile (expansive sau active) sunt pmanturi argiloase care prezint proprietatea de a-i modifica sensibil volumul,atunci cnd umiditatea lor variaz.Toate pmnturile active sunt potenial capabile de umflturi si contracii importante la variaii de umiditate,aceast capacitate de umflare-contracie se manifest nsa numai atunci cnd condiiile locale prilejuiesc manifestarea activ a potenialului de contracie-umflare a pmntului.

Din punct de vedere geologic P.U.C.M. sunt de dou tipuri: - formaiuni de zon temperat (de la sfritul teriarului i nceputul cuaternarului) constituite din depozite glaciare, lacustre sau marine vechi, de natur marnoas calcaroas, decalcefiate prin splare si mbogaite n coloizi, reprezentate prin formaiuni eluviale, coluviale sau aluviale;

- formaiuni de clim cald, bogate n materii organice,provenite din evoluia biodinamic a solului de origine glaciar sau aluvionar, care a suferit n timp o important evoluie pedologic devenind argile fisurate,cu porozitate si plasticitate foarte mare (prezentnd o structura secundar, alcatuit din reele de fisuri care separ masa lor n bucai poliedrice cu fee lustruite).Din aceast categorie fac parte depunerile argiloase si organice din Lunca si Delta Dunrii, de pe cursurile unor ruri si depunerile argiloase lacustre (argile grase).

La variaiile de umiditate P.U.C.M. se comport astfel:

- n perioadele secetoase apar n teren crpturi de contracie, de obicei sub forma unei retele poligonale, fenomenul este mai pronunat la temperaturile puternice nsorite, mai ales acolo unde apele atmosferice (ochiuri de ap, blti de mic adncime);

- n perioadele ploioase crpaturile ncep sa se nchid, nchiderea lor pornete att de jos, datorit umezirii prin apa care s-a infiltrat prin straturile superioare, ct si de sus unde straturile superioare se umfl prin umezire uniform.

Pmnturile cu umflturi si contracii mari se ntalnesc in toate regiunile geografice ale rii i sunt identificate n urmtoarele zone:

- zonele subcarpatice i piemontane din Oltenia, Muntenia, Banat i izolat n Moldova i Dobrogea;

- Podiul Transilvaniei i mai ales n partea sa dinspre Nord i Vest;

- zonele colineare dinspre Cmpia de Vest;

- zonele de lunc i terase ale unor ruri, mai ales in Podiul Moldovenesc; - unele zone din Lunca i Delta Dunrii.

2) Factori care influeneaza variaiile de volum ale P.U.C.M.Variaiile de volum cauzate de variaiile de umiditate ale P.U.C.M. sunt influienate de:

- activitatea pmnturilor;

- condiiile hidrogeologice;

- variaiile de umiditate; - presiunea transmis de fundaie;

- grosimea stratului;

- suprafaa umezi; - proprietaile fizice si chimice ale lichidului care produce umezirea pmntului.2.1. Activitatea pmnturilorLa baza adsorbiei sunt fenomene de natur electromolecular, a cror explicaie trebuie cutat n natura mineralogic a particolelor argiloase, forma si fineea lor, natura polar a apei i cationii combinaiilor chimice disociate, care se gasesc n apa din natur.

Mineralele principale din care este alcatuit scoara terestr n proporie de 59,5% sunt reprezentate prin feldspai, care sunt alumino-silicai a unor metale mono i bivalente.

Mineralul argilos care prezint cele mai intense mriri de volum este montmorillonitul, iar variaia de volum este legat de fenomene moleculare i electromoleculare, reflectate prin existena apei peliculare i a celei capilare, mrimea lor va depinde de natura mineralogic a particulelor care alctuiesc fraciunea argiloas i de natura ionilor absorbii.

2.2. Conditiile hidrogeologice

- cazul 1: nivelul hidrostatic subteran este la o adncime mai mare de 10m. Diagrama de variaie a umiditii cu adncimea de la suprafaa terenului, determinat prin msurtori periodice de teren, arat c la adancimea de cca 2,00m umiditatea se menine practic constant n tot timpul anului;

- cazul 2: nivelul hidrostatic subteran este la o adncime mai mic de 2,00m. Diagrama arat un orizont de iarn si altul de var, adncimea de la care umiditatea rmne practic constant fiind de cca 1,40m. De la aceast adncime fundaiile nu mai sunt influenate de uscciune;

- cazul 3: nivelul hidrastatic subteran este la o adncime intermediar, ntre 2 i 10 m n cazul cnd diagrama rezult ca o combinaie a celor dou cazuri precedente. Din ea rezult c zona AB nu este supus variaiilor de umiditate. Punctele C i D corespund adncimilor maxime de variaie ce se ating vara (D), respectiv iarna (C). Fundarea n zona AB sau sub punctul D cnd zona AB lipsete, se face n condiii sigure. Punctele A, B, C, D se stabilesc prin observaii sezoniere in teren.

2.3. Variaiile de umiditate Variaiile de umiditate pot aprea din urmtoarele motive: - datorit infiltraiilor de ap atmosferic sau din instalaii industriale sau prin ridicarea nivelului hidrostatic;

- acumularea umiditii sub constucii intr-o zon limitat ca adncime prin perturbarea condiiilor naturale de evapo-transpiraie;

- umflri i contacii n partea superioar a zonei de aeraie din cauza schimbrii regimului hidro-termic provocat de variaiile climatice;

- prezena vegetaiei perne lng constucii.

La evaluarea distribuiei de echilibru a umiditaii distingem urmtoarele dou situaii:

- prima n care nivelul apei subterane se gsete la mic adncime (sub 6m ) fa de nivelul terenului i cnd starea de echilibru a umiditii este condiionat de nivelul apei subterane;

- a doua n care nu exist un strat de ap subteran i cnd starea de echilibru a umiditii este condiionat n principal de condiiile climatice ale regiunii considerate.

Pentru situaiile intermediare cnd exist un strat de ap subteran la adncime mare, se consider zona de aeraie submprit n dou zone:

- una inferioar n care este predominant efectul stratului de ap subteran;

- una superioar n care starea de echilibru a umiditii este determinat de condiiile climatice ale amplasamentului considerat precum i de condiiile de dirijare a apelor n vecintatea imediat a construciei.n terenul de sub mbrcmintea impermeabil se realizeaz un echilibru al strii de umiditate corespunztor unor suciuni determinate de condiiile i natura pmntului.

Cunoscnd distribuia umididii n perioada executrii construciei i distribuia final de echilibru a umiditii se pot estima n mod aproximativ modificrile de volum aferente schimbrilor de umiditate. Tinnd seama de faptul cargilele rmn practic saturate pentru suciuni mai mici de 104 cm coloan de ap (pF