Transcript
  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    1/27

    7. FUNDAIIPE CHESOANE

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    2/27

    7. Fundaii pe chesoane

    1. Generaliti

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    1. Conformarea chesonului

    2. Proiectarea fundaiilor pe chesoane deschise

    3. Armarea chesoanelor deschise

    4. Calculul armrii cuitului

    5. Executarea ilansarea chesoanelor deschise

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    3/27

    1. Generaliti

    Chesoanele sunt elementede construcie sub formaunor cutii de beton armat,coborte n teren prinsparea pmntului dininteriorul lor i umpluteulterior cu beton.

    Se creaz astfel un bloc defundaiecare acioneaz ca

    o fundaie direct,asigurnd transmitereancrcrilor de lasuprastructurla terenul bunde fundare.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    4/27

    1. Generaliti

    Se cunosc cteva categorii de chesoane: chesoane deschise.

    chesoane cu aer comprimat: au la partea superioarun planeude beton armat, iarninteror aer comprimat, cu rolul de a permite chesonului srmnuscat in interior.

    chesoane plutitoare: folosite la construcii hidrotehnice, pentru poduri.

    Utilizarea chesoanelor deschise este reclamatn cazurile n care sunt necesarefundaiide adncime: n cazul n care terenul bun de fundare se gsete la adncimi mai mari de

    5...8m.

    Atunci cndnivelul apei subterane este ridicat. La pmnturiafuiabile la care soluiilede sprijinire sunt foarte scumpe. Atunci cndincrcrileorizontale sunt mari: la consolidarea versanilor,la sprijiniri

    de maluri.

    ncazulncare datoritprezeneinstraturile superioare a materialului lemnoas,a pietrelor, nu se poate folosi soluiade fundare pe piloi.

    Soluia de fundare pe chesoane nu se poate folosi n vecintatea unor construcii

    atunci cnd sunt posibile afuieri ale pmntului (cnd avem nisipuri fine, prfoase,etc.).

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    5/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    1. Conformarea chesonului

    Chesoanele au forma unor cutii fr fund, executate din beton, betonarmat sau metal, care asigur sprijinirea pereilor spturii iexecutarea

    lucrrilorde

    excavaiila

    adpostulpereilor

    chesonului.

    Formanplan a chesonului depinde de baza construcieicare sprijinpe el. Se recomand ca acestea s aib o form simetric fiindexecutate singular sau cuplate.

    Ca seciune transversal, chesoanele din beton pot fi : ptrate,dreptunghiulare, circulare, eliptice, etc.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    6/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    1. Conformarea chesonului

    Chesoanele de seciunecircular sunt cunoscute i sub denumirea depuuri. Ele pot fi realizate ca ielemente monolite (la suprafeemari)sau din elemente prefabficate (inele prefabricate).

    Pentru preluarea ncrcrilor transmise de elementele suprastructurii,sistemul de fundare pe puurise realizeazdin: puuridin elementeprefabricate, centuri din beton armat care leagpuurile. Ele se dispunla colurilecldirii, la interseciilepereilorin lungul acestora atuncicndacetiasunt acionaide valoari alencrcrilorextreme.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    7/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    1. Conformarea chesonului

    Un cheson deschis are

    urmtoareleelemente

    :

    pereii chesonului (1),

    cuitul (2), pereii interiori (3),

    fundul chesonului (4),

    radierul din beton armat superior (5).

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    8/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    1. Conformarea chesonului

    Pereii chesonului asigur preluarea ncrcrilor transmise de terenulsprijinit n timpul lovirii n teren a chesonului. n seciune vertical ei potavea:

    seciune constant pe nlime,seciune n trepte,seciune variabil pe nlime.

    Pereiiverticali se executuoriasiguro bunghidare a chesonului, avndfrecaremare pe suprafaa lateral. Micorarea grosimii acestora se poate face prin

    nchidereapereilor,executarea lorntrepte sau executarea unei retrageri la parteasuperioara cuitului.

    Spaiuldintre perete iteren poate fi umplut cu suspensie de argil(noroi bentonitic)a

    cruiscurgere pe sub

    cuittrebuie

    mpiedicatprin prevederea unui dop de

    argil

    cu pietrila vrf.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    9/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    1. Conformarea chesonuluiGrosimea pereilor se adopt iniial constructiv, urmnd s se verificeprin calcul:

    pentru chesoane cu perete de beton

    pentru chesoane cu perete de beton armat

    unde Ddiametrul interior alseciunii chesonului

    cm

    mD

    m

    D

    40

    1,012

    1,010

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    10/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    1. Conformarea chesonuluiCuitul chesonului este elementul care uureaz coborrea,nvingnd

    rezistenapmntuluidin planul tlpii. Cuitulse realizeazsub formaunui unghi ascuitavnd:

    =(5565)0pietriuri, nisipuri ndesate, argile consistente, =500pmnturi cu rezisten sczut (lrgirea tlpii).

    Vrful se protejeaz prin intermediul unor profile metalice ancorate nmasa betonului din perete.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    11/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    1. Conformarea chesonuluiFundul chesonului se realizeazfunciede scopul chesonului: fundaiesau spaiupentru staiede pompe.nprimul caz, dopul de beton se toarnnuscat, sub nivelulapei, imediat dupce chesonul a ajuns la cot.nal doilea caz, acesta se realizeaz

    nmai multe straturi. Grosimea fundului chesonului se

    determin din

    condiia de echilibru a subpresiunii

    apei:

    n care H nlimea coloanei de ap,bgreutatea volumic a betonului.

    Lundnconsiderare efectul de boltal plcii,grosimea acesteia se poate reducepnla: t=(0,15...0,40)D. Dopul se realizeazca radier de beton armat.

    H8.0H

    twb

    w

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    12/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    2. Proiectarea fundaiilor pe chesoane deschisea. Solicitri asupra chesonului

    Forele care acioneaz asupra unui cheson sunt:

    ncrcriledin suprastructur: N, M, T. La dimensionareafundaiilorpe chesoane se vor adoptancrcride calcul .

    Greutatea proprie a chesonului calculat n ipotezachesonului gol, G, sau a chesonului plin, Gf. Se vor adopta

    ncrcride calcul.

    mpingerea pmntului asupra peretelui chesonului. Secalculeaz n ipoteza chesonului gol (la coborreachesonului), campingereactiv.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    13/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    2. Proiectarea fundaiilor pe chesoane deschisea. Solicitri asupra chesonului

    Calculul mpingerii se face n teoria lui Rankine, cu toate c suntndeplinitecondiiileluriinconsiderare ampingeriinstare de rapaos.

    n care Dac terenul strbtut de cheson este stratificatcalculul se face folosind

    caracteristici ponderate:

    La evaluarea presiunii active a pmntuluise va luancalcul osuprasarcinq=10kN/m2.

    Dac pe nlimea peretelui apare un nivel de ap subteran, n calcululpresiunii active a pmntului sub nivelul apei subterane se va nlocuigreutatea volumic cu greutatea volumic n stare submersat sausaturat sat.

    aaia qkmldaNzkp )/(

    n

    nnp

    hh

    hh

    ...

    ...

    1

    11 ,

    n

    nnp

    hh

    htghtgtg

    ...

    ...

    1

    11 .

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    14/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    2. Proiectarea fundaiilor pe chesoane deschise

    a. Solicitri asupra chesonului Presiunea hidrostatic a apei se calculeazn dou ipoteze,

    funcie de metoda de excavare a pmntului din interiorul

    chesonului:

    a. Sptur n uscat, cu evacuarea apei prin epuisment:

    pw=(0,7-0,8) ha w - la terenuri coezive i

    pw=1,0 ha w - la terenuri necoezive.

    b. Coborrea chesonului prin realizarea spturii sub nivelul apei,frepuisment.

    pw=(0,7-0,8) ha w .

    La evaluarea acestei presiuni trebuie slumnconsiderare iprocesele de curgere subterandin timpul executriispturii.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    15/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    2. Proiectarea fundaiilor pe chesoane deschisea. Solicitri asupra chesonului

    Rezistenapmntuluide sub cuit,care aparentimpul coborriichesonului.Valorile rezisteneipmntuluise pot calcula cu relaia:

    ncare q=a, avaloareampingeriimaxime a cuituluinteren, care poate fi admisegalcu (0,30-0,50)m.

    Pentru determinarea Rsmaxse folosesc relaiile de calcul a capacitii portante a unei fundaii lacare terenul din exterior este supus unei suprasarcini uniform distribuite q

    Dac se sap sub cuit Rs=0

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    16/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    2. Proiectarea fundaiilor pe chesoane deschiseb. Determinarea suprafeei n plan a chesonului

    Determinarea suprafeeinplan a chesonului se face ca incazul fundaiilordirecte,considerndchesonul un bloc de beton simplu.

    Predimensionarea:

    pefpacc,ncazul predimensionriipacc=pconv. Verificarease face conform SR EN 1997, la starea limitultim SLU - GEO (starea limit

    de capacitate portant)i la starea limitde deformaieSLS ValorilencrcrilorN iGcse vor stabili cancrcride calcul. Valoarea presiunii acceptabile pentru terenul de fundare se va stabili conform recomandrilor

    normativului SR EN 1997.

    La stabilirea capacitii portante se poate considera i frecarea pe suprafaa lateralachesonului

    Se neglijeazatunci cndBcheson>Hcheson Se neglijeazatunci cndterenul din jur poate fi afuiat, Se neglijeazpentru perei cu retrageri Se neglijeazatunci cndpmntuldin jurul chesonului este moale sau contractil.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    17/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    2. Proiectarea fundaiilor pe chesoane deschisec. Verificarea condiiei de coborre (Determinarea grosimii pereilor)

    Verificarea la coborre a chesonului, din care rezult grosimea pereilor se face pentru toatetronsoanele de turnare, condiia trebuind ndeplinit opentru toate etapele de coborre achesonului.

    Se impune condiia de coborre: greutatea chesonului trebuie s fie attde mare nct chesonul scoboare sub greutate proprie.

    Geste greutatea proprie a chesonului, n diferite etape de coborre,

    Pncrcri exterioare de calcul,

    Wsubpresiunea apei, funcie de natura terenului

    unde A - aria seciunii tlpii chesonului

    pwsubpresiunea apei, determinat conform

    recomandrilor anterioare.

    Frezultanta forelor de frecare dintre suprafaa lateral a

    peretelui i terenul nconjurtor, calculat funcie de forma

    peretelui,materialul din care este realizat, natura terenului Rsreaciunea pmntului dezvoltat pe cuitul chesonului.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    18/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    3. Armarea chesoanelor deschise Chesoanele sunt ntotdeaunaelemente de

    beton armat, armarea lor fcndu-se cuarmturlongitudinalitransverasl

    Calculul armturii verticale (1) se faceconsidernd chesonul blocat la 0,65H i acionatde greutatea proprie (cu valoare de calcul).Calculul se face din condiia de ntinderecentric. Acoperirea cu beton a armturiieste deminim 50mm.

    Calculul armturii orizontale (2). Armturaorizontal se dispune la exterior i sedimensioneaz pentru a prelua mpingerea datde pmnt asupra chesonului. Ea se calculeaz

    pentru solicitrile care acioneaz asupa uneifiide 1,00m situate imediat deasupra cuitului.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    19/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    3. Armarea chesoanelor deschiseCalculul armrii peretelui se face ntrei ipoteze:

    Ipoteza I: premergtoare lansrii chesonului

    (solicitride montaj).Se consider n aceast ipotez realizatprimul tronson al chesonului la suprafaaterenului, rezematn patru sau mai multeseciuni i ncrcat cu sarcina repartizatprovenitdin greutatea proprie.

    Pentru chesoanle dreptunghiulare, sarcinarepartizatare intensitatea:

    Pentru determinarea momentelorincovoietoare maxime, se considera cadrul

    ca o grindrezematpe doureazeme.

    bhdp 1

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    20/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    3. Armarea chesoanelor deschise

    Calculul armrii peretelui se face ntrei ipoteze:

    Ipoteza II. Chesonul este cobortla cota dinproiect. Terenul de sub cuit este spat,greutatea chesonului fiind echilibratde fora

    de frecare pe perimetru (Rs=0). Asupra

    chesonului acioneazmpingerea activ apmntuluiipresiunea apei.

    Pentru calculul armturii chesonul seconsider un cadru nchis avnd laturileegale cu axele mediane a pereilor i

    ncrcatn planul su de o presiune medie

    obinutprinnsumareampingeriipmntuluicu presiunea apei.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    21/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    3. Armarea chesoanelor deschiseCalculul armrii peretelui se face n trei ipoteze:

    Ipoteza III. Chesonul este cobortnumai pna la cota(H/2), la partea superioarare un inel betonat de 4-

    6m. Pereii chesonului se nfign teren pe o adncimede 1,0m.nacest caz, chesonul este echilibrat de forelede frecare (F) ireaciuneaterenului pe cuit(Rs).

    Fora de frecare are n aceast ipotez valoaremaxim:

    ncare: Pa - estempingereaactiva pmntului.

    Eforturile de calcul se determin lund o fie de 1msituat deasupra cuitului i consideratncrcatnplanul ei cu rezultanta dintre presiunea activ medie apmntuluiipresiunea medie a apei pe aceastfie.

    PaF 5,0

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    22/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    4. Calculul armrii cuituluiPentru calculul armturiicuituluise ianconsiderare ipoteza a III-a dencrcareachesonului, subdivizatndoucazuri:

    Cazul III.1. Asupra cuitului acioneazdoar presiunile exterioare (mpingereapmntului i a apei). Pentru acest cazmomentul ncovoietorifora tietoare secalculeaznseciunileI-I iII-II.

    Cazul III.2.nafarde presiuni, pe feele

    laterale mai acioneaz i reciuneavertical. Seciunea periculoas este I-Isau II-II.

    Pentru calculul solicitrilor n seciunilepericuloase, trebuie determintreaciuneaR iy.

    R1 pC 1 ; R2 pC 221

    R1 +R2= R = uFG

    Pa - mpingerea pmntului de calcul;

    P - presiunea efectiv sub cuit;Ggreutatea total a chesonului;Ffora de frecare pe suprafaa lateral a chesonului;uperimetrul chesonului.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    23/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    5. Executarea ilansarea chesoanelor deschise Chesoanele deschise pot fi executate ilansatenuscat saunap.

    n cazul n care execuia are loc n uscat, se deschide o sptur pn la circa0,50m deasupra nivelului apei subterane. Apoi pe conturul pereilorse dispun grinzi

    scurte (traverse) deasupra crorase ridiccofrajul primului tronson al chesonului. Dupmontarea armturilor,se toarnbetonul penlimeaprimului tronson. La circa

    1015 zile de la turnare se decofreaz.

    Pentru ancepecoborreachesonului trebuienprealabil scoase traversele de subcuit. Fiecare traversse reteazde la exterior, apoi prin pendularen jurul muchieiinterioare este extrasde sub cuit. Pentru oncrcarectmai uniforma trverselorievitareanclinrii, traversele se extrag respectndu-se simetria.

    nfinal chesonul rmnerezemat numai pe 4 traverse dispuse dupun unghi de 900

    ntre ele. Pereii chesonului trebuie verificai la solicitrile care apar n aceastcondiiede rezemare. Ultimele 4 traverse se extrag deodat.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    24/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    5. Executarea ilansarea chesoanelor deschise Atunci cnd cuitul vine n contact cu pmntul, chesonul ptrunde prin proprie

    greutate pe o anumitadncime. Apoi este necesarspareapmntuluidin interiorpentru coborreancontinuare a chesonului.

    Sparea se poate face mecanizat(cu graifr, prin hidromecanizare etc.) sau manualdacdimensiunilenplan ale chesonului (ideci volumul de excavat) sunt reduse, iarcantitatea de apinfiltrateste redus.

    Sparea se face de la centru spre exterior, respectndu-se simetria. Sparea subcuit, se aplicn diferite condiii de teren: nisipuri (a), pmnturi argiloase (b) i

    pmnturicompacte (argile tari, marne etc.) (c).

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    25/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    5. Executarea ilansarea chesoanelor deschise Pe msura sprii, chesonul coboar. Dac greutatea proprie nu este suficient

    pentru a asigura coborrea chesonului deasupra pereilor, se amenajeaz oplatformpe care se pune unlest.

    Dupcoborreachesonului pe adncimeacorespunztoarenlimiiprimului tronson,sentrerupespareaise toarnncofraje cel de al doilea tronson. Dupntrireabetonului idecofrare se reia ciclul.

    La atingerea cotei de fundare prescrise se betoneazntregul spaiul interior saudacacestuia i se do utilizare, numai un dop de beton la baza chesonului.

    nfigura sunt artateprincipalele faze de execuiea spturiiide lansare ale unuicheson executatnuscat.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    26/27

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    5. Executarea ilansarea chesoanelor deschise Principala problem la coborrea chesoanelor deschise indiferent de procedeul

    care se utilizeaz, este asigurarea unei perfecte verticalitia chesonului.nclinareachesonului duce lanepenireaacestuianpmnt.

    Exist, de asemenea, riscul ca datoritfrecriimari, chesonul srmnsuspendatnloc de a mai rezema, prin intermediul cuitului, pe pmnt, la baz.

    Spareahidromecanizatsub nivelul apeinnisipuri, nisipuri fine, prfoase, prafurinisipoase, poate produce antrenarea hidrodinamica a pmntului de sub cuitulchesonului. nasemenea situaii, sparea trebuiencetat, chesonul se umple cu apla o cotmai ridicatdect a apei din jur (pentru a determina un curent de ap

    descendent care scontribuie landesareapmntului), iar spareancontinuare seface cu graifrulsau hidromecanizat, urmatde betonare cu ajutorul plniei.

    O altdificultate care poate sapar la coborreachesonului deschis o constituieprezenaunor obstacole n teren (blocuri de piatr, epave etc.) a crornlturaresub ap este dificil sau chiar imposibil. O soluien aceste situaii o constituietransformarea chesonului deschisncheson cu aer comprimat.

  • 7/25/2019 Fundatii Pe Chesoane an IV CCIA 2015

    27/27

    7. Fundaii pe chesoane

    1. Generaliti

    2. Fundaii pe chesoane deschise

    1. Conformarea chesonului

    2. Proiectarea fundaiilor pe chesoane deschise

    3. Armarea chesoanelor deschise4. Calculul armrii cuitului

    5. Executarea ilansarea chesoanelor deschise