Pamantul – teren de fundare si material pentru constructii - compozitia pamanturilor

Constructii agroturistice

I. Compozitia pamanturilor

Toate constructiile, prin intermediul fundatiilor, solicita portiunea din scoarta terestra pe care se gasesc amplasate. Aceasta zona din scoarta se numeste teren de fundare, iar in vederea mentinerii in timp a functionalitatii si integritatii constructiei este necesar sa indeplineasca doua conditii principale:

a) conditia deformatiei – terenul trebuie sa aiba o compresabilitate
maxima.

b) conditia capacitatii portante – terenul de fundare poate suporta o presiune maxima.

Aceste conditii sunt strict determinate de natura si caracteristicile fizico-mecanice ale materialului de fundare. Astfel de date se obtin in urma unui studiu geotehnic in care se sistematizeaza toate informatiile si datele dobandite din: recunoasterea terenului, lucrarile de prospectiune, incercarile de laborator si cele efectuate direct pe teren.

Constructorul va fi in masura sa aleaga sistemul si procedeele de fundare cele mai avantajoase din punct de vedere tehnico-economic, iar materialul solid al scoartei sa fie reprezentat in principal, din roci si pamanturi.

Rocile magmatice si cele metamorfice sunt dure si semidure fiind, incompresibile la eforturile transmise de fundatiile cladirilor curente. Rocile sedimentare si in special pamanturile, au o comportare foarte diferita ca teren de fundare, in functie de compozitie, umiditate si starea de indesare.

Comportarea pamanturilor ca teren de fundare sau ca material de constructii este determinata de interactiunea dintre fazele constitutionale: faza solida, faza lichida si faza gazoasa.

Faza solida se caracterizeaza prin: diametrul mediu al particulelor, distributia granulometrica, masa specifica (nisipuri cuartoase). In functie de marimea si distributia granulometrica. Faza solida este constituita din: blocuri, bolovani, pietris, nisip, praf, argila.

Bolovanisurile si pietrisurile sunt bune ca terenuri de fundare, calitatea imbunatatindu-se prin amestec de nisip si argila.

Nisipurile, sufera deformatii mici si care se desavarsesc intr-un timp scurt. Solicitarile dinamice determina deformatii mari si bruste, mai ales la nisipurile afanate. Nisipurile mari si mijlocii formeaza terenuri bune de fundare, rezistenta lor fiind influentata de faptul ca sunt deasupra sau dedesubtul apei.

Praful nu are calitati deosebite ca teren de fundare.

Argila sub actiunea incarcarilor constructiilor capata deformatii care se desfasoara intr-un timp indelungat. Proprietatile mecanice sunt influentate de cantitatea de apa pe care o contin, cresterea umiditatii micsoreaza rezistenta argilelor. Intre nisip, praf si argila exista o gama larga de pamanturi cu proprietati intermediare cum ar fi: loessul, marnele, malurile, namolurile si luturile.

Loessul este un pamant de culoare galben deschis pana la cenusiu deschis, care se deformeaza numai cand este inmuiat. Loessul este constituit din particule din fractiunea praf, macropori si uneori concretiuni de calcar.

Marnele sunt pamanturi constituite dintr-un amestec miscroscopic de argila si calcar de diferite proportii. Practic, marnele reprezinta puntea dintre argile si calcar. Culoarea poate fi cenusie, vanata sau galbena.

Malurile sunt argile prafoase provenite din depuneri ale apelor sau lacurilor. Uneori pot contine pietris marunt sau nisip.

Namolurile sunt maluri care contin peste 10% substante organice.

Lutul este un pamant care contine, in parti egale, nisip, praf si argila.

1.2. Apa, ca faza lichida, are o mare influenta asupra corpurilor cu care interactioneaza, determinand comportarea constructiilor in special fundatiile si lucrarile din pamant. Practic, apa actioneaza asupra materialelor poroase de constructii, modificand rezistenta, conductivitatea termica si electrica. Cand in golurile dintre particulele solide se gaseste numai apa, pamantul respectiv se numeste pamant saturat, iar cand pe langa apa se gaseste si aer, este vorba de pamant nesaturat. Pe verticala unui punct de la suprafata terenului se pot intalni mai multe straturi de apa subterana, iar cel mai apropiat de suprafata se numeste strat freatic.

Proiect: Europa suprafata si intindere - limite, relieful si tarmurile Europei Referat: Atena - muntele Parnitha, muntele Athos

II. Indicii de clasificare a pamanturilor

In vederea identificarii si clasificarii pamanturilor, se folosesc o serie de indici simpli cum ar fi: porozitarea – gradul de indesare; umiditatea – gradul de saturatie; variatia de volum; plasticitatea si consistenta pamanturilor coezive.

III. Imbunatatirea proprietatilor pamanturilor

Practic, prin imbunatatirea pamanturilor se urmaresc doua obiective: sporirea rezistentei mecanice a materialului si reducerea permeabilitatii.

Dupa modul in care se actioneaza asupra materialului, metodele de imbunatatire se clasifica prin: compactarea de suprafata si de adancime; drenare de adancime; consolidare prin amestec sau injectii.

Compactarea

Acesta presupune exercitarea unei actiuni mecanice asupra pamantului, obtinandu-se indesarea pamantului, respectiv micsorarea porozitatii.

a. Compactarea de suprafata - Compactarea de suprafata poate fi manuala sau mecanica.

- Compactarea manuala se aplica pentru lucrari de volum redus si spatii inguste, acolo unde nu este posibil accesul mijloacelor mecanizate. In acest scop se folosesc maiuri de mina, din lemn sau metal, maiuri pasitoare dirijate manual si placi vibratoare.

- Compactarea mecanica este de mai multe feluri, in functie de utilajul folosit si de modul de lucru. Acest tip de compactare se utilizeaza prin compactare cu cilindree, vibrare sau batere:

Compactarea prin cilindree se realizeaza cu cilindri compactori netezi, cu came sau cu pneuri si se foloseste, in mod deosebit, pentru executarea pernelor de pamant compact si a captuselilor de pamant sau asfalt bituminos. Compactarea cu cilndri cu came permite folosirea de straturi de material a caror grosime finala este de 20-30 cm.

Compactarea cu pneuri se foloseste in special, pentru realizarea constructiilor hidrotehnice din pamant si anrocamente.

Compactarea mecanica prin batere se realizeaza cu ajutorul maiurilor sau placilor grele (2-10 tone), lasate sa cada liber de la inaltimi de 3-10 m. Utilajele pentru compactarea prin batere pot fi realizate prin adaptarea unui excavator, draglina sau macara, care sa aiba puterea de ridicare de 2,2,5 ori greutatea placii sau maiului.

b. Compactarea de adancime

Daca grosimea stratului necorespunzator pentru fundare depaseste 4-5 m, compactarea de suprafata, inclusiv inlocuirea pamantului natural printr-o perna compactata, nu mai este eficienta si trebuie sa se recurga la o compactare de adancime. Procedeele folosite depind, in principal de natura pamantului existent:

Coloane de pamant– pentru compactarea pamanturilor sensibile la umezire. Ele se realizeaza in urmatoarele etape: executarea (prin percutie) in teren a unui spatiu cilindric umplerea spatiului creat cu pamant dispus in straturi succesive; compactarea prin batere a fiecarui strat. Utilajul folosit se numeste sondeuza percutanta.

Coloane de material granular (balast, piatra sparta) – pentru compactarea pamanturilor coezive de consistenta redusa. Coloanele se executa prin batere sau vibrare. Coloanele de material granular dau rezultate mai slabe (nu sporesc rezistenta terenului) in cazul pamanturilor coezive. (argile moi neconsolidate).

Explozii de adancime. Metoda presupune executarea prin vibrare sau batere a unei gauri cu diametrul de 6-10 cm. In acest spatiu se introduc sarje de exploziv dispuse la diferite adancimi.

Drenarea de adancime

Accelerarea procesului de consolidare a argilelor si malurilor saturate cu porozitate ridicata se poate realiza folosind drenuri de adancime. Acestea se realizeaza, in principal, prin doua metode:

metoda coloanelor de material granular se executa prin forare tubata, materialul extragandu-se odata cu patrunderea tubului de foraj.

metoda drenurilor tip fitil sunt sub forma unor panglici din carton material textil netesut, material plastic cu alveole etc, care se introduc in teren cu ajutorul unor masini speciale pana la adancimi de 25 m.

Consolidarea prin amestecare sau injectii

Prin introducerea in teren a unor substante, anorganice sau organice se obtine o transformare calitativa a pamantului. Aceste substante se numes agentie de consolidare si cuprind: cimentul, argila, varul, bitumul, silicatul de sodiu si rasinile sintetice.

Cimentul se intruduce in pamant fie prin amestecare-compactare, fie prin injectare (cimentare). Metoda se foloseste, in principal, pentru: realizarea ecranelor etanse sub baraje si alte constructii hidrotehnice impermeabilizarea si consolidarea terenului in jurul excavatiilor subterane.

In functie de natura terenului si marimea porilor se folosesc mai multe tehnologii:

umplerea cavernelor sau golurilor din pamant cu calupuri de argila in stare plastic-consistenta, urmata de baterea lor cu mandrina

injectarea in teren a unei suspensii apoase de argila montmorillonitica (bentonita).

IV. Alunecarile de teren

Alunecarea de teren reprezinta o calamitate naturala determinata de pierderea stabilitatii unor masive de pamant. Aprecierea stabilitatii versantilor si taluzelor prezinta o importanta deosebita pentru constructiile civile si industriale, lucrarile hidrotehnice, drumuri, cai ferate, exploatarea carierelor sau haldelor, asigurarea stabilitatii zonelor locuite sau cultivate din regiunile cu relief accidentat.

Primul semn al unei alunecari iminente este aparitia unor fisuri la partea superioara a taluzului sau versantului, perpendiculare pe directia de miscare. Aceste fisuri se pot umple treptat cu apa care se infiltreaza in pamant, slabindu-i rezistenta si marindu-i greutatea.

Alunecarile de teren sunt favorizate de un numar mare de factori, cum ar fi: conditiile topografice, hidrogeologice si hidrologice sau procesele de alterare a rocilor.

In general ele se datoreaza actiunii combinate a mai multor cauze, cum ar fi:

lucrari de constructie;

eroziunea bazei versantilor;

miscari tectonice care conduc la marirea pantei;

cutremure si vibratii datorate traficului sau exploatarii carierelor;

precipitatii abundente si variatii bruste ale nivelului apelor subterane;

infiltratii provenite din surse artificiale de apa, inclusiv cele datorate umplerii lacurilor sau bazinelor de acumulare..

Pentru combaterea sau atenuarea pierderilor de stabilitate, exista diferite metode care pot fi grupate in urmatoarele categorii:

geometrice – se modifica profilul de descarcare la partea superioara, incarcare la baza, sau indulcirea generala a talazului;

hidrologice – se asigura colectarea si scurgerea apelor de suprafata, precum plantarea de pomi, realizarea de drenuri de suprafata sau de adancime;

mecanice – se introduc in teren elemente de rezistenta, cum ar fi: piloti sau pereti ingropati, chesoane sau gabioane