Consolidarea și stabilizarea pământurilor - studiu de caz pensiune turistică Sinaia

Dezvoltarea volumului lucrărilor de constructii si a suprafetelor destinate acestora impune realizarea unora dintre aceste constructii pe terenuri slabe de fundare, cu rezistente mecanice reduse, ce conduce la adoptarea unor solutii de fundare complicate si costisitoare.

Terenurile slabe sau dificile de fundare pot fi puternic compresibile, pământuri cu rezistentă la forfecare redusă, cu un grad de umiditate ridicat sau sensibile la umezire, dintre care se pot mentiona argilele si prafurile slab consolidate, mâlurile, nisipurile fine în stare afânată, loessurile, pământurile cu umflări si contractii mari, terenurile sensibile la lichefiere, etc.

Pentru îmbunătătirea terenurilor slabe de fundare în vederea reducerii compresibilitătii acestora si a cresterii rezistentei la forfecare se pot folosi mai multe solutii tehnice care urmăresc:

1. cresterea indicelui porilor si implicit reducerea porozitătii pământurilor prin utilizarea de procedee mecanice de îmbunătătire prin compactare;

2. reducerea umiditătii pământului ce conduce la cresterea valorilor parametrilor la forfecare;

3. modificarea structurii pământului, în special în cazul PUCM, în scopul reducerii sau eliminării potentialului de umflare – contractie;

4. realizarea de amestecuri de pământuri sau din pământ cu alte materiale care, prin modificarea structurii acestuia conduce la cresterea rezistentei la forfecare, reducerea compresibilitătii si reducerea potentialului de umflare- contractie.

5. înlocuirea terenului foarte compresibil sau cu umiditate crescută pe toată grosimea acestuia sau numai pe o anumită zonă cu un pământ bun de fundare, obtinându-se o pernă de pământ.

1.COMPACTAREA PĂMÂNTURILOR

1.1.Principii

La executia lucrărilor de compactare a pământului se urmăreste reducerea volumului porilor care conduce la cresterea capacitătii portante a acestuia si la consumarea partială a tasărilor.

Prin compactare se întelege îndesarea pe cale mecanică a pământurilor si aducerea acestora la un volum de goluri cât mai mic.

Într-un strat de pământ nesaturat supus compactării, îndesarea se face pe seama reducerii volumului porilor neocupati de apă.

La pământurile saturate sau aproape de limita de saturatie, compactarea nu este posibilă decât dacă se asigură eliminarea apei din porii pământului .

Având drept scop reducerea volumului golurilor, pentru realizarea compactării se consumă un lucru mecanic necesar micsorării distantei dintre particule. Producerea acestui lucru mecanic se realizează prin folosirea unor dispozitive si utilaje .

Eficacitatea lucrărilor de compactare a stratelor de pământ este influientată de mai multi factori printre care cei mai importanti sunt: umiditatea pământului, granulozitatea acestuia si tehnologia de compactare. Determinarea influientei acestor factori, în vederea stabilirii celei mai eficiente metode si tehnologii de compactare se face prin încercări de laborator si organizarea unor platforme experimentale pe santier.

Dintre proprietătile fizice care caracterizează mărimea compactării pământurilor necoezive se evidentiază capacitatea de îndesare Ci si gradul de neuniformitate Un. Capacitatea de îndesare este proprietatea pământurilor necoezive de a-si micsora volumul porilor prin aplicarea unei încărcări exterioare. Pentru realizarea unui grad de compactare ridicat se recomandă ca pământul nisipos utilizat să aibă o capacitate de îndesare Ci ˃ 0,60.

Mărimea gradului de compactare este influientată, în cazul pământurilor necoezive si de compozitia granulometrică respectiv gradul de neuniformitate Un. Pământurile cu grad de neuniformitate mic se compactează greu iar influienta favorabilă a umiditătii optime de compactare se resimte la grade de neuniformitate mai mari de 7,0.

Pentru studiul de laborator al compactării se foloseste încercarea Proctor. Scopul acestei încercări de laborator este de a stabili, pentru un anumit lucru mecanic de compactare L, umiditatea optimă Wopt, la care trebuie adus pământul ce urmează a fi compactat, astfel încât să se obtină un grad maxim de compactare, caracteristică definită prin greutatea volumică în stare uscată, maximă, γd max.

O influientă deosebită asupra compactării pământurilor o are natura pământurilor. Se constată că unele pământuri resimt mai mult influienta umiditătii decât altele. Efectul modificării umiditătii este mult mai redus în cazul nisipului decât în cel al unui amestec de nisip-argilă.

În general umiditatea optimă de compactare (wopt ) în cazul pământurilor coezive, poate fi aproximată cu relatia:

wopt = wp ± ( 1 ... 3)%

Compactarea stratelor functie de grosimea lor poate fi executată prin metode de compactare de suprafată si metode de compactare de adâncime.

1.2. COMPACTAREA DE SUPRAFAȚĂ

Compactarea de suprafată se realizează prin aplicarea asupra pământului a unor presiuni statice sau/si vibratii sau socuri care să conducă la îndesarea unor strate de pământ de grosime mică (0,30 ... 0,80 m)

Prin această metodă se realizează o îndesare a terenului natural aflat pe loc fără nici un adaos de material sau lianti.

Tot o compactare de suprafată se poate realiza prin compactarea unui pământ adus dintr-un depozit care înlocuieste pe o anumită adâncime terenul natural, metodă cunoscută sub denumirea de pernă de pământ compactat.

1.2.1. Compactarea prin cilindrare (presiune statică)

Se realizează prin trecerea unor cilindri compactori pe suprafata ce trebuie compactată. Tehnologia de lucru constă în:

- asternerea unui strat de pământ cu grosimea de 10 ... 35 cm, adus la umiditatea optimă de compactare;

- realizarea de treceri succesive ale utilajului de compactat peste acest strat.

Controlul calitătii compactării constă în verificarea granulozitătii materialului utilizat, a umiditătii acestuia, a grosimii stratului si a numărului de treceri suprapuse a utilajului de compactat.

Verificarea compactării se face prin determinarea următoarelor caracteristici ale materialului compactat:

- greutatea volumică pe teren γ (KN/m3);

- umiditate w (%);

- greutatea volumică în stare uscată γd (KN/m3);

- gradul de compactare : D = γd / γd max