curs 1-lucrari de sustinere
DESCRIPTION
Lucrari de sustinereTRANSCRIPT
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI
Prof. dr. ing. Horațiu POPA
Master Inginerie Geotehnica
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
TIPURI ŞI UTILIZĂRI
�dezvoltare continuă impusă în special de extinderea si aglomerarea zonelor urbane:
- retele de metrou;- parcaje si pasaje subterane;- subsoluri adânci etc.
�cheuri portuare
�consolidarea malurilor raurilor
�sustinerea masivelor de pamant (drumuri, cai ferate)
�lucrari de terasament
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
3
� evoluţie: - materiale (lemn, beton armat, metal)- tipuri- tehnologii de execuţie- sisteme de rezemare
TIPURI ŞI UTILIZĂRI
Sprijinirile utilizate la susţinerea excavaţiilor în zone urbane pot fi grupate în două tipuri de lucrări, în funcţie de elementele componente şi de tehnologia utilizată:
1. Sprijiniri folosind elemente prefabricate.
2. Pereţi îngropaţi.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
4
NORMATIVE:
� NP124:2010 - Normativ privind proiectarea geotehnică a lucrărilor de susţinere
� NP120:2006 – Normativ privind cerinţele de proiectare si execuţie a excavaţiilor adânci in zone urbane – aflat in faza de revizuire
� SR EN 1538:2011 - Execuţia lucrărilor geotehnice speciale. Pereţi mulaţi
� SR EN 1536:2011 - Execuţia lucrărilor geotehnice speciale. Piloţi foraţi� SR EN 12063:2003 - Execuţia lucrărilor geotehnice speciale. Pereţi din
palplanşe
STANDARDE:
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
5
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
Sprijinirile cu elemente prefabricate sunt utilizate în general pentru lucrări temporare. Doar în cazul pereţilor din palplanşe acestea pot reprezenta lucrări definitive.
� Sprijiniri simple
Sprijinirile simple sunt executate în totalitate din lemn, cele trei elemente componente fiind: dulapii orizontali sau verticali, filatele şi şpraiţurile.
Aceste lucrări de sprijinire au întotdeauna un caracter temporar, fiind întâlnite cu precădere la sprijinirea unor gropi de fundare care nu sunt foarte adânci şi nu au vecinătăţi construite.
Având în vedere ca nu formează pereţi etanşi, sprijinirile simple nu pot fi utilizate pentru excavaţii care pătrund sub nivelul apei subterane.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
6
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
� Sprijiniri simple
Figura 1. Sprijinire cu dulapi orizontali
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
7
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
� Sprijiniri simple
Figura 2. Sprijinire cu dulapi verticali
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
8
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
� Sprijiniri simple
Dispunerea verticală sau orizontală a dulapilor este controlată de coeziunea pământului:- Pentru terenurile necoezive se impune dispunerea verticală dată fiind necesitatea executării sprijinirii (prin baterea dulapilor) anterior lucrărilor de excavare. - În cazul pământurilor coezive, care pot să se susţină singure pe o anumită înălţime, excavarea precede sprijinirea, caz în care dispunerea dulapilor este orizontală.
Aplicarea sprijinirilor simple la susţinerea unor excavaţii adânci în zone urbane, în a căror zone de influenţă există vecinătăţi construite, nu este indicată datorită rezistenţelor reduse pe care le oferă, a flexibilităţii peretelui şi a tehnologiei de executare care presupun mişcări ale terenului adiacent peretelui ce pot pune în pericol integritatea construcţiilor învecinate.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
9
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
� Sprijiniri cu palplanşe
Palplanşele sunt elemente prefabricate din metal, beton armat sau lemn, introduse în pământ prin batere, vibrare sau presare astfel încât să formeze pereţi continui cu rol de susţinere şi etanşare.
Palplanşele sunt prevăzute cu îmbinări care asigură continuitatea peretelui din punct de vedere al etanşării.
Palplanşele pot fi utilizate pentru lucrări definitive sau temporare.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
10
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
• Palplanşe metalice
Palplanşele metalice au secţiunea în formă de Z, S sau U (Figura 3). Acestea pot fi combinate rezultând secţiuni compuse în funcţie de condiţiile de stabilitate şi rezistenţă pe care trebuie să le îndeplinească (Figura 4).Introducerea în teren a palplanşelor metalice se realizează prin batere, vibrare sau presare. Presarea este indicată în zone în care vibraţiile şi zgomotele produse prin batere sau vibrare pot aduce prejudicii vecinătăţilor.În cazul utilizării palplanşelor metalice pentru lucrări definitive sunt necesare măsuri de protecţie anticorozivă în funcţie de agresivitatea mediului.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
11
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
• Palplanşe metalice
Figura 3. Exemple de palplanşe metalice şi de tipuri de îmbinări
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
12
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
• Palplanşe metalice
a – tuburi + palplanşe „U”
b – chesoane din profile „U” + palplanşe „U”
c – chesoane din profile „Z” + palplanşe „Z”
d – grinzişoare şi palplanşe „Z”.
Figura 4. Exemple de pereţi din palplanşe mixte
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
13
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
• Palplanşe metalice
Figura 5. Exemplu caracteristici palplanşe tip Z
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
14
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
• Palplanşe metalice
Palplanşele metalice reprezintă o soluţie des întâlnită la susţinerea excavaţilor adânci în zone urbane. Avantajul utilizării acestora este dat de uşurinţa şi rapiditatea în manipulare şi la realizarea peretelui propriu-zis. Totodată pereţii din palplanşe metalice nu necesită o finisare deosebită, ei putând rămâne aparenţi, de exemplu în cazul unui perete de parking subteran (Figura 6a).
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
15Figura 6a. Exemple de pereţi din palplanşe
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
16Figura 6b. Exemple de pereţi din palplanşe (Keller Romania)
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
17Figura 6c. Exemple de pereţi din palplanşe
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
18Figura 6d. Exemple de pereţi din palplanşe
introducere prin vibrare
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
19Figura 6e. Exemple de pereţi din palplanşe
introducere prin batere – berbec
Diesel
introducere prin presare
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
20
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
• Palplanşe din beton armat sau precomprimat
Palplanşele din beton armat sau beton precomprimat sunt utilizate, de regulă, pentru lucrări definitive. Utilizarea lor pentru lucrări temporare nu este indicată din cauza recuperării dificile datorate greutăţii proprii mari.
Transportul, manipularea şi introducerea în teren ale palplanşelor din beton armat sau precomprimat presupun maşini şi utilaje grele. Introducerea în teren se realizează prin batere sau vibrare.
Palplanşele din beton armat sau precomprimat au secţiuni dreptunghiulare şi sunt prevăzute cu îmbinări pentru asigurarea etanşeităţii (în rosturi se introduce mortar de ciment amestecat cu iută în vederea etanşării), (Figura 7).
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
21
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
• Palplanşe din beton armat sau precomprimat
Figura 7. Exemple de palplanşe din beton armat
sau precomprimat şi de tipuri de îmbinări
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
22
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
• Palplanşe din lemn
Palplanşele din lemn sunt confecţionate din dulapi sau grinzi ecarisate din esenţe răşinoase sau din esenţe tari. Acestea sunt introduse în teren prin batere. Pentru a nu se deteriora la introducerea în teren palplanşele din lemn sunt protejate la capete cu platbande metalice.
Utilizarea palplanşelor de lemn este restricţionată la lucrări temporare (ex: sprijinirea pereţilor gropilor de fundare).
În funcţie de gradul de etanşare necesar se pot adopta diferite tipuri de îmbinări între palplanşe (Figura 8).
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
23
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
• Palplanşe din lemn
Figura 8. Exemple de palplanşe din lemn şi de tipuri de îmbinări
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
24
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
� Sprijiniri de tip mixt
Sprijinirile de tip mixt utilizează combinaţiile între diferite materiale pentru alcătuirea structurii de susţinere: metal cu lemn, metal cu beton, beton cu metal şi lemn.
Dintre aceste sprijiniri, cel mai răspândit este aşa numitul „sistem berlinez”. Sistemul berlinez combină metalul cu lemnul, elementele de rezistenţă verticale fiind alcătuite din profile metalice laminate (dubluT) amplasate la diferite distanţe (circa 2 ... 3 m) pe conturul viitorului perete de susţinere, între care, pe măsura avansării lucrărilor de excavare, se introduc dulapi orizontali care vor forma peretele propriu-zis de sprijinire.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
25
- utilizare numai in pamanturi coezive si deasupra nivelului apei subterane
• Sistemul berlinez
Figura 9. Exemple de sprijiniri de tip mixt –
sistemul berlinez
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
26
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
În funcţie de adâncimea excavaţiei profilele metalice pot fi introduse prin batere sau vibrare, sau pot fi introduse în găuri forate şi încastrate prin betonare sub cota finală de excavare.
Totodată în funcţie de adâncimea de excavare peretele poate fi realizat autoportant sau sprijinit prin şpraiţuri, respectiv, ancoraje.
De asemenea, în locul dulapilor mai pot fi utilizate şi elemente prefabricate din beton armat.
• Sistemul berlinez
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
27
• Sistemul mixt
alte soluţii – înlocuirea dulapilor cu placi din beton armat
Figura 10. Exemple de sprijiniri de tip mixt
– metal cu beton armat
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
28Figura 11. Sprijiniri simple cu elemente metalice de inventar
�Sprijiniri simple cu elemente metalice de inventar
SPRIJINIRI CU ELEMENTE PREFABRICATE
Toate cele trei elemente ale unei sprijiniri simple (dulapi, filate şi şpraiţuri) se regăsesc sub formă metalică, cu dimensiuni în general modulate. Şpraiţurile sunt telescopice, permiţând adaptarea lor la diferite dimensiuni.
- utilizate cu precadere pentru santuri (transee).
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
29
PERETI INGROPATIDin punct de vedere al alcătuirii constructive, pereţii îngropaţi pot fi formaţi din
panouri sau din piloţi.Din punct de vedere al scopului pereţilor îngropaţi, de care depinde
tehnologia de execuţie şi materialul utilizat, aceştia se clasifică în trei grupe importante:
1. ecrane de etanşare – asociate de cele mai multe ori lucrărilor hidrotehnice şi de protecţie sanitară, având suprafeţe foarte mari şi la care principala calitate este permeabilitatea redusă, rezistenţele mecanice având o importanţă mai mică;
2. fundaţii de adâncime – sub formă de pereţi continui sau barete având rol portant, de preluare a reacţiunilor suprastructurii şi eventual a presiunii geologice şi transmiterea acestora terenului de fundare din adâncime; în acest caz, preponderente sunt calităţile de rezistenţă mecanică;
3. pereţi pentru sprijinirea excavaţiilor de adâncime, care pot avea caracter temporar sau definitiv în ansamblul unei construcţii subterane; în acest caz, caracteristicile de rezistenţă şi impermeabilitate sunt la fel de importante.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
30
PERETI INGROPATI
Adesea pereţii îngropaţi îndeplinesc toate cele trei roluri prezentate anterior (de exemplu, cazul unui perete de subsol adânc care pătrunde sub nivelul apei subterane şi pe care se sprijină o parte din structura superioară a construcţiei).
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
31
PERETI INGROPATI � Pereţi din panouri
Pereţii mulaţi sunt realizaţi prin turnarea în teren a betonului după ce în prealabil a fost realizată prin forare, sub protecţia noroiului bentonitic, o tranşee de dimensiuni stabilite prin proiectare.
În Figura 12 este prezentată o secţiune printr-un astfel de perete. Panourile sunt armate cu carcase de armătură iar legătura dintre panouri trebuie tratată astfel încât să asigure continuitatea peretelui din punct de vedere al rezistenţei şi etanşării.
• Pereţi mulaţi
Figura 12. Perete mulat
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
32
PERETI INGROPATI � Pereţi din panouri
Execuţia pereţilor mulaţi presupune, de regulă, următoarele etape:
- execuţia în lungul viitorului perete a grinzilor de ghidaj;- excavarea sub protecţia noroiului de foraj a panourilor peretelui;- introducerea în panoul excavat a armăturii şi instalarea la capetele acestuia a elementelor de rost;- betonarea panoului astfel pregătit prin turnarea betonului fluid cu pâlnia fixă şi evacuarea noroiului de foraj;-demontarea (eventuală) palplanşelor de rost înainte de întărirea completă a betonului.
În Figura 13 este prezentat principiul de executare a unui perete mulat
• Pereţi mulaţi
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
33
PERETI INGROPATI � Pereţi din panouri
• Pereţi mulaţi
Figura 13. Principiul de realizare a unui perete îngropat din panouri mulate
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
34Figura 14a. Tehnici de săpare a panourilor
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
35Figura 14b. Tehnici de săpare a panourilor
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
36Figura 15. Aspecte din execuţia unor pereţi mulaţi
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
37Figura 16. Aspecte din execuţia unor pereţi mulaţi
grinzi de ghidaj
introducerea carcasei
de armatura
betonarea
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
38
Figura 17. Etapele de execuţie ale unui perete mulat alcătuit
din panouri primare şi panouri secundare
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
39
Figura 18. Etapele de execuţie ale unui perete mulat alcătuit
din panouri primare şi panouri de tip mixt
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
40
Figura 19. Tratarea rosturilor intre panouri
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
41
Figura 20a. Tratarea rosturilor intre panouri – palplanşa de rost
CWS - Coffrage with WaterStop - (Soletanche-Bachy)
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
42
Figura 20b. Tratarea rosturilor intre panouri – palplanşa de rost
CWS - Coffrage with WaterStop - (Soletanche-Bachy)
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
43Figura 21. Exemple de perete de susţinere din panouri mulate
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
44
PERETI INGROPATI � Pereţi din panouri
• Pereţi din panouri prefabricate
Pereţii îngropaţi din panouri prefabricate sunt realizaţi prin lansarea în tranşeea excavată a unor elemente prefabricate prevăzute cu margini profilate care să asigure îmbinarea între acestea.
Legătura fermă între perete şi teren, precum şi etanşarea peretelui sunt asigurate prin întărirea noroiului de foraj autoîntăritor care este utilizat în astfel de cazuri (noroi bentonitic în care se introduce şi o cantitate de ciment şi un aditiv întârzietor de priză).
În Figura 22a sunt prezentate două exemple de realizare a pereţilor din elemente prefabricate, iar în Figura 22b este prezentată fotografia unui perete îngropat realizat din panouri prefabricate din beton armat.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
45
PERETI INGROPATI � Pereţi din panouri
• Pereţi din panouri prefabricate
Figura 22a. Exemplu de panouri prefabricate
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
46
PERETI INGROPATI � Pereţi din panouri
• Pereţi din panouri prefabricate
Figura 22b. Exemplu de pereti din panouri prefabricate
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
47
PERETI INGROPATI � Pereţi din piloţi foraţi
- Sunt recomandaţi, de regulă, atunci când stabilitatea tranşeelor necesare pentru panouri nu este asigurată (de exemplu, când în vecinătatea peretelui se găsesc fundaţiile unor construcţii cu încărcări mari) sau dacă în cuprinsul stratificaţiei se întâlnesc mâluri sau nisipuri antrenate de curentul de apă. În astfel de situaţii se recurge la piloţi foraţi cu tubaj recuperabil.
- In cazul pereţilor din piloţi secanţi se poate recurge la armarea tuturor piloţilor, dacă peretele este supus la încărcări mari care impun o rezistenţă ridicată a acestuia, sau la armarea numai a piloţilor secundari, dacă peretele nu este supus la solicitări importante dar este importantă îndeplinirea condiţiei de etanşare.
- In funcţie de condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească peretele, piloţii nearmaţi (primari) pot fi realizaţi din material cu slabe rezistenţe care asigură numai condiţia de etanşare (amestec de noroi bentonitic cu ciment la care se poate adăuga şi nisip) sau din beton simplu care are o rezistenţă mai ridicată.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
48
PERETI INGROPATI � Pereţi din piloţi foraţi
Figura 23. Exemple de
dispunere si armare a piloţilor
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
49Figura 24. Exemple de pereţi de susţinere din piloţi foraţi
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
50
Figura 25. Exemple de pereţi de
susţinere din piloţi foraţi
Lucrare de susţinere
mixta: panouri mulate
si piloţi foraţi
Piloţi cu armatura rigida
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
51
PERETI INGROPATI � Pereţi realizaţi prin injectare cu presiune înaltă (tehnologia „jet-grouting”)
O posibilitate de realizare a unor pereţi de susţinere a excavaţiilor o reprezintă injectarea unui mortar de ciment în teren prin tehnologia ”jet-grouting”. Dispunerea secantă sau tangentă a unor astfel de elemente (coloane sau panouri) permite realizarea unor pereţi care pot avea şi rol de susţinere.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
52
PERETI INGROPATI � Pereţi realizaţi prin injectare cu presiune înaltă (tehnologia „jet-grouting”)
Jet-grouting = Injectarea cu presiune înalta a terenurilor
Procedeu care constă in a dezagrega un pamant sau o rocă friabilă si a le amesteca, sau a le înlocui parţial printr-un agent de cimentare; dezagregarea se face prin intermediul unui jet de fluid de înaltă energie, fluidul putând sa fie el însuşi agentul de cimentare.
Figura 26a. Procedeul jet-grouting
SR EN 12716:2002 – Execuţia
lucrărilor geotehnice speciale.
Injectarea cu presiune înalta a
terenurilor (jet grouting)
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
53Figura 26b. Exemple de pereţi realizaţi prin procedeul jet-grouting
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
54Figura 27. Etapele de execuţie a unui perete de susţinere în consolă
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
După criteriul modului de preluare a solicitărilor la care sunt supuşi, pereţii de susţinere pentru excavaţii se clasifică în: pereţi de susţinere în consolă şi pereţi de susţinere rezemaţi.
�Pereţi de susţinere în consolă
- stabilitatea pe parcursul lucrărilor de excavare este asigurată prin încastrarea peretelui în teren.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
55
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere în consolă
Avantaje Limitări
• nu presupune sisteme de rezemare temporare ale peretelui (şpraiţuri, ancoraje)• spaţiu de lucru liber în incinta excavată, fără restricţii impuse de lucrări de rezemare ale peretelui
• poate deveni neeconomic pentru excavaţii adânci• deplasările peretelui datorate lucrărilor de excavare pot fi inacceptabile• adâncimea de înfigere (fişa) a peretelui şi caracteristicile secţionale (grosime, material, armare) pot deveni considerabile pentru a asigura stabilitatea
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
56
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi
Figura 28. Etapele de execuţie a unui perete de susţinere rezemat
- rezemarea peretelui de susţinere pe măsura realizării excavaţiei reprezintă o alternativă care permite reducerea adâncimii de încastrare a peretelui, precum şi limitarea deplasărilor orizontale ale peretelui, comparativ cu soluţia peretelui în consolă.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
57
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia cu şpraiţuri
Şpraiţurile sunt în general elemente metalice (profile H, secţiuni rectangulare sau tuburi) având rolul de a prelua eforturile din presiunea pământului asupra peretelui. Funcţia acestui sistem de rezemare, de regulă provizoriu, este de a asigura stabilitatea pereţilor de susţinere până în momentul în care este construită structura definitivă. După ce întreaga excavaţie a fost realizată, începe de jos în sus construirea structurii, şpraiţurile fiind îndepărtate pe măsură ce structura avansează.
În cazul unor deschideri mari ale excavaţiei, şpraiţurile pot fi realizate sub formă de contrafişe care asigură rezemarea peretelui prin sprijinirea de fundul excavaţiei. În acest caz este necesară dimensionarea adecvată a elementelor în care se sprijină contrafişele.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
58
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia cu şpraiţuri
Avantaje Limitări
• deplasările peretelui îngropat sunt controlate prin amplasarea reazemelor temporare• comparativ cu pereţii autoportanţi, rigiditatea acestora, adâncimea de înfigere şi rezistenţa pot fi diminuate• în cazul utilizării ancorajelor se asigură un spaţiu de lucru liber în incinta excavată
• comparativ cu pereţii autoportanţi pot fi mai scumpi şi presupun o tehnologie mai complexă (realizarea reazemelor temporare)• în cazul utilizării şpraiţurilor, spaţiul de lucru în incinta excavată se aglomerează şi apar dificultăţi în continuarea excavării şi realizării structurii îngropate
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
59
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia cu ancoraje
Sistemul de rezemare cu ancoraje poate fi realizat în două soluţii:
- cu tiranţi pasivi care transmit solicitarea din reazem la o placă de ancoraj sau la un bloc din beton (blocul de beton poate fi fixat printr-o capră de piloţi în cazul unor solicitări mari);
- cu tiranţi foraţi, injectaţi şi pretensionaţi.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
60
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia cu ancoraje
Tirant pasiv care transmite
încărcarea unei plăci de ancoraj
Tirant pasiv care transmite încărcarea
unui bloc de beton fundat pe o capră
de piloţi
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
61
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia cu ancoraje
Figura 29. Exemplu de tirant forat, injectat şi pretensionat
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
62
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia cu ancoraje
Avantaje Limitări
• după execuţie, incinta excavată este liberă permiţând accesul pentru lucrările de construcţie• ancorajele pretensionate pot reduce deplasările peretelui şi tasările terenului în spatele peretelui, în funcţie de valoarea forţei depretensionare
• timpul necesar instalării şi pretensionării ancorajelor duce la mărirea duratei de execuţie a lucrării de susţinere• ancorajele se extind adesea pe o distanţă considerabilă în afara incintei protejate de pereţii de susţinere• uneori este necesară înlăturarea tensiunii din ancoraje sau chiar a ancorajului la sfârşitul lucrărilor de construire• execuţia ancorajelor poate conduce la slăbirea terenului străbătut
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
63
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia cu contrabanchete
- contrabanchetele din pământ pot fi utilizate pentru a ajuta stabilitatea unui perete de susţinere şi pentru reducerea deplasărilor acestuia;- utilizarea contrabanchetelor adiacente peretelui de susţinere are avantajul că excavaţia poate atinge adâncimi mai mari (chiar cota finală) în partea centrală, fără a fi împiedicate lucrările de şpraiţuire;- se interzice înlăturarea prematură a contrabanchetei sau micşorarea acesteia, întrucât poate să conducă la cedarea peretelui de susţinere;
- in combinaţie cu contrabanchetele poate fi utilizată soluţia cu contrafişe;- contrabanchetele pot fi utilizate şi în combinaţie cu rezemarea peretelui de susţinere direct prin structura realizată în incinta excavată;
- contrabancheta este îndepărtată numai în momentul în care structura poate prelua solicitările date de peretele de susţinere.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
64
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
Figura 30.
Utilizarea
contrabanchetelor
din pământ în
combinaţie cu
sistemul de
rezemare prin
contrafişe
Figura 31.
Utilizarea
contrabanchetelor
din pământ în
combinaţie cu
rezemarea
peretelui de
infrastructura
construită în
incinta excavată
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
65
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia cu contrabanchete
Figura 32. Exemple de
utilizare a contrabanchetelor
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
66
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia “top-down”
Variantă de rezemare a pereţilor de susţinere prin însăşi structura îngropată realizată sub protecţia acestora o reprezintă procedeul de „sus în jos” sau „top – down”, cunoscut şi sub numele de „metoda milaneză”.
Structura subterană este realizată de sus în jos, pe măsura avansării lucrărilor de excavare, iar planşeele acesteia devin pe rând rezemări ale peretelui de susţinere. Încărcările verticale sunt preluate de stâlpi şi transmise unor barete sau piloţi executaţi în prealabil.
Procedeul permite realizarea, simultan cu subsolurile, a unui număr de niveluri din suprastructura construcţiei. Execuţia lucrărilor este însă mai complexă şi mai anevoioasă; spaţiile de lucru sunt reduse - săparea terenului are loc sub fiecare planşeu pe o înălţime egală cu cea a viitorului nivel; trebuie asigurate goluri pentru evacuarea pământului săpat; sunt necesare utilaje cu gabarit redus etc.
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
67
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia “top-down”
Figura 33. Etapele de execuţie în procedeul de sus în jos (top-down)
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
68
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia “top-down”
Avantaje Limitări
• suprastructura construcţiei poate fi realizată concomitent cu infrastructura• reazemele temporare sunt înlocuite cu planşeele structurii subterane• asigură o rezemare rigidă a peretelui cu o minimizare a deplasărilor acestuia
• lucrările de excavare şi de realizare a infrastructurii sunt dificile şi mai scumpe datorită spaţiului redus de lucru• trebuie lăsate orificii în planşee pentru accesul în vederea excavării şi a execuţiei structurii subterane• este necesară asigurarea rezemării pe verticală a planşeelor infrastructurii
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
69
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia “top-down”
Figura 34. Exemplu al soluţiei top-down
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
70
Figura 35. Exemplu
al soluţiei top-down
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
71
SISTEME DE SPRIJINIRE A PEREŢILOR DE SUSŢINERE
�Pereţi de susţinere rezemaţi - soluţia “top-down”
Figura 36. Exemplu al soluţiei top-down
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
72
Avantaje şi limitări ale diferitelor tipuri de pereţi de susţinere
Tipul peretelui Avantaje Limitări
Sprijiniri simple si de tip mixt
• rapiditate si usurintă în executie• solutie economică pentru un perete de sustinere
• numai pentru lucrări temporare• nu sigură conditii de etansare• în anumite solutii poate fi aplicate doar în pământuri coezive (ex: sistemul berlinez)
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
73
Pereţi de susţinere din palplanse
Avantaje Limitări
�palplanse metalice
•rapiditate şi uşurinţă în execuţie•stabilitate şi rezistenţe ridicate•asigură condiţii de etanşare•pot atinge adâncimi ridicate•utilizate în toate tipurile de teren, chiar dure•faţa peretelui poate rămâne aparentă•pot fi introduse şi prin presare pentru a se evita efectele neplăcute cauzate de batere sau vibrare
•formează pereţi flexibili care pot suferi deformaţii importante
�palplanse din beton armat
•stabilitate şi rezistenţe ridicate•asigură condiţii de etanşare•faţa peretelui poate rămâne aparentă
•lungimi limitate datorită greutăţii (circa 20 m)•manipulare şi punere în operă dificile
�palplanse din lemn
•rapiditate şi uşurinţă în execuţie•soluţie economică
•numai pentru lucrări temporare•nu pot fi utilizate în pământuri tari •asigură condiţii de etanşare limitate
Avantaje şi limitări ale diferitelor tipuri de pereţi de susţinere
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
74
Avantaje şi limitări ale diferitelor tipuri de pereţi de susţinere
Pereti de sustinere din panouri
•stabilitate şi rezistenţe ridicate•asigură condiţii de etanşare•pot atinge adâncimi ridicate•utilizaţi în toate tipurile de teren•mai puţine îmbinări decât la pereţii din piloţi•în anumite circumstanţe faţa peretelui poate rămâne aparentă dacă se curăţă şi se îndepărtează eventualele protuberanţe
•continuitatea orizontală între panouri este dificil de asigurat •utilajele şi instalaţiile tehnologice, bazinele de noroi bentonitic şi carcasele de armătură necesită spaţii largi •nu poate urmări trasee complicate
Tipul peretelui Avantaje Limitări
LUCRARI DE SUSTINERE PENTRU EXCAVATII ADANCI – TIPURI SI UTILIZARI
75
Avantaje şi limitări ale diferitelor tipuri de pereţi de susţinere
Pereţi de susţinere din piloţi
Avantaje Limitări
�cu interdistanţe •reprezintă cea mai economică soluţie de pereţi din piloţi•rapiditate în execuţie
•nu asigură condiţii de etanşare•utilizare doar în pământuri coezive•datorită distanţelor între piloţi nu reprezintă o soluţie permanentă în nici un tip de teren decât dacă între piloţi se dispun elemente structurale
�tangenţi •stabilitate şi rezistenţă ridicate•utilizare în toate tipurile de pământ
•nu asigură condiţii de etanşare
�secanţi: piloţi armaţi / piloţi din noroi autoîntăritor
•pereţi etanşi cu caracter temporar•forarea piloţilor secundari (armaţi) este mai uşoară
•nu oferă o soluţie permanentă de etanşare•adâncimi limitate de toleranţa pe verticală (pentru asigurarea zonei de intersecţie a piloţilor secanţi)
�secanţi: piloţi armaţi / piloţi din beton simplu
•pereţi etanşi cu caracter permanent•stabilitate şi rezistenţă bune
•adâncimi limitate de toleranţa pe verticală (pentru asigurarea zonei de intersecţie a piloţilor secanţi)
�secanţi: piloţi armaţi / piloţi armaţi
•pereţi etanşi cu caracter permanent•stabilitate şi rezistenţă ridicate
•forarea piloţilor secundari necesită instalaţii puternice•adâncimi limitate de toleranţa pe verticală (de asigurare a zonei de intersecţie a piloţilor secanţi)