Normativ NP 124/2010

NORMATIV PRIVIND PROIECTAREA GEOTEHNICA A LUCRARILOR DE SUSTINERE Indicativ NP 124:2010

CUPRINS

I. OBIECT SI DOMENIU DE APLICARE II. TERMINOLOGIE SI SIMBOLURI II.1 Terminologie II.2 Simboluri III. GENERALITATI. TIPURI DE LUCRARI DE SUSTINERE III.1 Ziduri de sprijin III.2 Sprijiniri simple III.2.1 Sprijiniri cu dulapi orizontali III.2.2 Sprijiniri cu dulapi verticali III.2.3 Sprijiniri simple din elemente metalice de inventar III.3 Sprijiniri de tip mixt III.4 Pereti de sustinere din palplanse III.4.1 Palplanse metalice III.4.2 Palplanse din beton armat sau beton precomprimat III.4.3 Palplanse din lemn III.5 Pereti ingropati III.5.1 Pereti ingropati din panouri III.5.2 Pereti ingropati din piloti forati III.6 Sisteme de sprijin pentru pereti de sustinere a excavatiilor III.6.1 Pereti de sustinere in consola III.6.2 Pereti de sustinere rezemati III.6.3 Sisteme de rezemare a peretilor de sustinere III.7 Pereti de sustinere realizati prin injectare cu presiune inalta (tehnologia "jet grouting") IV. PRESCRIPTII GENERALE DE PROIECTARE IV.1 Prescriptii privind elaborarea proiectului IV.2 Stari limita IV.3 Actiuni si situatii de proiectare IV.4 Metode de proiectare si modele de calcul V. EVALUAREA PRESIUNII MASIVELOR DE PAMANT ASUPRA LUCRARILOR DE SUSTINERE V.1 Generalitati V.2 Presiunea pamantului in stare de repaus V.3 Valori limita ale presiunii pamantului V.4 Valori intermediare ale presiunii pamantului V.5 Evaluarea presiunii pamantului in conditii seismice V.6 Evaluarea presiunii pamantului in cazul zidurilor de sprijin V.7 Evaluarea presiunii pamantului pe lucrarile de sustinere a excavatiilor VI. ZIDURI DE SPRIJIN VI.1 Predimensionarea zidurilor de sprijin VI.2 Calculul la starea limita ultima VI.3 Proiectarea structurala a zidurilor de sprijin VI.4 Calculul la starea limita de exploatare VII. PERETI DE SUSTINERE A EXCAVATIILOR VII.1 Prevederi comune VII.2 Actiuni asupra peretilor de sustinere a excavatiilor VII.2.1 Incarcari laterale VII.2.2 Incarcari verticale VII.3 Calculul la starea limita ultima a peretilor de sustinere a excavatiilor VII.3.1 Generalitati VII.3.2 Cedarea in teren a peretilor de sustinere VII.3.3 Cedarea structurala a peretilor de sustinere VII.3.4 Ruperea hidraulica a terenului VII.4 Calculul la starea limita de exploatare VII.5 Prevederi specifice pentru sprijinirile simple si de tip mixt VII.5.1 Sprijinirile simple VII.5.2 Sprijinirile de tip mixt VII.6 Prevederi specifice pentru peretii din palplanse VII.6.1 Standarde aplicabile VII.6.2 Elemente constructive VII.7 Prevederi specifice pentru peretii ingropati VII.7.1 Standarde aplicabile VII.7.2 Dimensiuni uzuale ale peretilor ingropati VII.7.3 Elemente constructive specifice peretilor mulati din beton armat VII.7.4 Elemente constructive specifice peretilor ingropati din elemente prefabricate lansate in noroi autointaritor VII.7.5 Elemente constructive specifice peretilor ingropati din piloti forati

Anexa A (informativa): Evaluarea presiunii pamantului asupra lucrarilor de sustinere A.1 Teoria Rankine A.1.1 Presiunea activa A.1.2 Presiunea pasiva A.2 Teoria Coulomb A.2.1 Presiunea activa A.2.2 Presiunea pasiva A.3 Probleme practice de calcul A.3.1 Efectul unei suprasarcini uniform distribuite A.3.2 Efectul prezentei apei subterane A.3.3 Calculul presiunii in masive stratificate A.3.4 Efectul solicitarilor seismice A.4 Parametri utilizati in calculul presiunii pamantului A.5 Grafice pentru determinarea coeficientilor presiunii pamantului A.6 Cazuri particulare de evaluare a presiunii pamantului asupra zidurilor de sprijin A.6.1 Cazul paramentului amonte frant A.6.2 Cazul suprafetei inclinate sau frante a terenului A.6.3 Cazul zidului cornier cu talpa cu consola lunga A.6.4 Cazul zidului cornier cu talpa cu consola scurta A.6.5 Cazul zidului cornier cu consola de descarcare A.6.6 Cazul umpluturii inguste A.6.7 Efectul compactarii A.7 Evaluarea presiunii pamantului pe lucrari de sustinere a excavatiilor A.7.1 Calculul peretilor autoportanti A.7.2 Calculul peretilor ancorati A.7.3 Calculul peretilor rezemati cu spraituri A.7.4 Efectul suprasarcinilor aplicate la suprafata terenului asupra presiunilor de contact perete-teren

Anexa B (informativa): Aspecte specifice proiectarii geotehnice prin calcul a peretilor de sustinere B.1 Avantaje si limitari ale diferitelor tipuri de pereti de sustinere B.2 Metode de calcul utilizate in proiectarea peretilor de sustinere B.2.1 Metode care considera echilibrul limita B.2.2 Metode care iau in considerare interactiunea teren - structura B.2.3 Parametrii geotehnici necesari diferitelor metode de calcul B.3 Metode de modelare a contrabanchetei de pamant B.3.1 Modelarea contrabanchetei printr-o suprasarcina echivalenta B.3.2 Modelarea contrabanchetei prin ridicarea nivelului excavatiei B.3.3 Modelarea contrabanchetei prin metoda penelor de pamant de tip Coulomb B.3.4 Modelarea contrabanchetei in element finit B.4 Analiza stabilitatii transeei excavate sub protectie de noroi bentonitic B.4.1 Metoda suprafetei cilindrice de alunecare B.4.2 Stabilitatea transeei cu lungime infinita B.4.3 Calculul stabilitatii transeei pe baza echilibrului volumelor de pamant B.4.4 Calculul stabilitatii transeelor de lungime finita B.5 Presiunea apei asupra peretilor de sustinere

I. OBIECT SI DOMENIU DE APLICARE

I.1. Prezentul normativ stabileste prescriptiile generale de proiectare a lucrarilor de sustinere a pamantului de tipul zidurilor de sprijin, sprijinirilor simple, palplanselor si peretilor ingropati.

I.2. Prevederile prezentului normativ sunt corelate cu sistemul de standarde europene pentru constructii - EUROCODURI si sunt in concordanta cu principiile expuse in Sectiunea 7 din SR EN 1997-1:2004, "Eurocod 7: Proiectarea geotehnica Partea 1: Reguli generale", si SR EN 1997-1:2004/NB:2007 "Eurocod 7: Proiectarea geotehnica Partea 1: Reguli generale. Anexa nationala", si dupa caz, cu eratele, amendamentele si amendamentele asociate.

I.3. Prevederile prezentului normativ nu se aplica lucrarilor de sprijin din pamant armat cu materiale geosintetice si metalice. Pentru aceste lucrari se vor aplica prevederile privind utilizarea materialelor geosintetice la lucrarile de constructii, in vigoare si GP 093-2006 "Ghid privind proiectarea structurilor de pamant armate cu materiale geosintetice si metalice".

I.4. De asemenea, nu sunt incluse in acest normativ lucrarile de consolidare a pantelor cum ar fi pilotii sau baretele pentru consolidarea pantelor instabile, lucrari cu siruri multiple de ancoraje sau tinte etc.

I.5. Prezentul normativ nu se aplica lucrarilor de ancoraje pentru care se vor avea in vedere prevederile NP 114-2004 "Normativ privind proiectarea si executia ancorajelor".

I.6. Aplicarea prezentului normativ se face in corelare cu prevederile reglementarilor tehnice nationale conexe urmatoare: - NP 074-2007 Normativ privind documentatiile geotehnice pentru constructii. - NP 114-2004 Normativ privind proiectarea si executia ancorajelor - NP120-2006 Normativ privind cerintele de proiectare si executie a excavatiilor adanci in zone urbane - NP 122-2010 Normativ privind determinarea valorilor caracteristice si de calcul ale parametrilor geotehnici - NP 123-2010 Normativ privind proiectarea geotehnica a fundatiilor pe piloti - P100-1:2006 Cod de proiectare seismica - Partea I - Prevederi de proiectare pentru cladiri

si ale urmatoarelor standarde romane armonizate: - SR EN 1536:2004 Executia lucrarilor geotehnice speciale. Piloti forati. - SR EN 1537:2002 Executia lucrarilor geotehnice speciale. Ancoraje in teren - SR EN 1537:2002/AC:2002 Executia lucrarilor geotehnice speciale. Ancoraje in teren - SR EN 1538:2002 Executia lucrarilor geotehnice speciale. Pereti mulati. - SR EN 1990:2004 Eurocod. Bazele proiectarii structurilor - SR EN 1990:2004/A1:2006 Eurocod. Bazele proiectarii structurilor - SR EN 1990:2004/NA:2006 Eurocod. Bazele proiectarii structurilor. Anexa Nationala - SR EN 1990:2004/A1:2006/AC:2009 Eurocod: Bazele proiectarii structurilor - SR EN 1990:2004/A1:2006/NA:2009 Eurocod: Bazele proiectarii structurilor. Anexa A2: Aplicatie pentru poduri. Anexa nationala. - SR EN 1991-1-1:2004 Eurocod 1: Actiuni asupra structurilor. Partea 1-1: Actiuni generale. Greutati specifice, greutati proprii, incarcari utile pentru cladiri. - SR EN 1991-1-1:2004/AC:2009 Eurocod 1: Actiuni asupra structurilor. Partea 1-1: Actiuni generale - Greutati specifice, greutati proprii, incarcari din exploatare pentru constructii - SR EN 1991-1-1:2004/NA:2006 Eurocod 1: Actiuni asupra structurilor. Partea 1-1: Actiuni generale. Greutati specifice, greutati proprii, incarcari utile pentru cladiri. Anexa Nationala - SR EN 1991-1-6:2005 Eurocod 1: Actiuni asupra structurilor. Partea 1-6: Actiuni generale. Actiuni pe durata executiei - SR EN 1991-1-6:2005/AC:2008 Eurocod 1: Actiuni asupra structurilor. Partea 1-6: Actiuni generale. Actiuni pe durata executiei - SR EN 1991-1-6:2005/NB:2008 Eurocod 1: Actiuni asupra structurilor. Partea 1-6: Actiuni generale. Actiuni pe durata executiei. Anexa Nationala - SR EN 1993-1-10:2006 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de otel. Partea 1-10: Alegerea claselor de calitate a otelului - SR EN 1993-1-10:2006/AC:2009 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de otel. Partea 1-10: Alegerea claselor de calitate a otelului - SR EN 1993-1-10:2006/NA:2008 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de otel. Partea 1-10: Alegerea claselor de calitate a otelului Anexa Nationala - SR EN 1993-5:2007 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de otel. Partea 5: Piloti si palplanse. - SR EN 1993-5:2007/AC:2009 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de otel. Partea 5: Piloti si palplanse. - SR EN 1994-1-1:2004 Eurocod 4: Proiectarea structurilor compozite de otel si beton. Partea 1-1: Reguli generale si reguli pentru cladiri. - SR EN 1994-1-1:2004/NB:2008 Eurocod 4: Proiectarea structurilor compozite de otel si beton. Partea 1-1: Reguli generale si reguli pentru cladiri. Anexa Nationala - SR EN 1994-1-1:2004/AC:2009 Eurocod 4: Proiectarea structurilor compozite de otel si beton. Partea 1-1: Reguli generale si reguli pentru cladiri - SR EN 1997-1:2004 Eurocod 7: Proiectarea geotehnica. Partea 1: Reguli generale - SR EN 1997-1:2004 /AC: 2009 Eurocod 7: Proiectarea geotehnica. Partea 1: Reguli generale. - SR EN 1997-1:2004/NB:2007 Eurocod 7: Proiectarea geotehnica. Partea 1: Reguli generale Anexa nationala. - SR EN 1997-2:2007 Eurocod 7: Proiectarea geotehnica. Partea 2: Investigarea si incercarea terenului - SR EN 1997-2:2007/NB:2009 Eurocod 7: Proiectarea geotehnica. Partea 2: Investigarea si Incercarea terenului. Anexa Nationala - SR EN 1998-1:2004 Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistenta la cutremur. Partea 1: Reguli generale, actiuni seismice si reguli pentru cladiri. - SR EN 1998-1:2004/NA:2008 Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistenta la cutremur. Partea 1: Reguli generale, actiuni seismice si reguli pentru cladiri. Anexa Nationala. - SR EN 1998-5:2004 Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistenta la cutremur. Partea 5: Fundatii, structuri de sustinere si aspecte geotehnice - SR EN 1998-5:2004/NA:2007 Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistenta la cutremur. Partea 5: Fundatii, structuri de sustinere si aspecte geotehnice. Anexa Nationala - SR EN 10248-1:1996 Palplanse laminate la cald din oteluri nealiate. Partea 1: Conditii tehnice de livrare. - SR EN 10248-2:1996 Palplanse laminate la cald din oteluri nealiate. Partea 2: Tolerante de forma si la dimensiuni. - SR EN 10249-1:1996 Palplanse formate la rece din oteluri nealiate. Partea 1: Conditii tehnice de livrare. - SR EN 10249-2:1996 Palplanse formate la rece din oteluri nealiate. Partea 2: Tolerante de forma si la dimensiuni. - SR EN 12063:2003 Executia lucrarilor geotehnice speciale. Pereti din palplanse - SR EN 12716:2002 Executia lucrarilor geotehnice speciale. Injectarea cu presiune inalta a terenurilor (Jet grouting). - SR EN 13331-1:2004 Sisteme pentru sprijinirea santurilor. Partea 1: Specificatii de produs. - SR EN 13331-2:2004 Sisteme pentru sprijinirea santurilor. Partea 2: Evaluare prin calcul sau incercare. - SR EN 14653-1:2005 Sisteme hidraulice actionate manual pentru sprijinirea santurilor. Partea 1: Specificatii de produs. - SR EN 14653-2:2005 Sisteme hidraulice actionate manual pentru sprijinirea santurilor. Partea 2: Evaluare prin calcul sau incercare - SR EN ISO 14688-1:2004 Cercetari si incercari geotehnice. Identificarea si clasificarea pamanturilor. Partea 1: Identificare si descriere. - SR EN ISO 14688-1:2004/AC:2006. Cercetari si incercari geotehnice. Identificarea si clasificarea pamanturilor. Partea 1: Identificare si descriere - SR EN ISO 14688-2:2005 Cercetari si incercari geotehnice. Identificarea si clasificarea pamanturilor. Partea 2: Principii pentru o clasificare. - SR EN ISO 14688-2:2005/C91:2007 Cercetari si incercari geotehnice. Identificarea si clasificarea pamanturilor. Partea 2: Principii pentru o clasificare.

II. TERMINOLOGIE SI SIMBOLURI

II.1. Terminologie

In cuprinsul prezentului normativ se utilizeaza urmatorii termeni, cu definitiile aferente:

1. ziduri de sprijin - lucrari de sustinere continui, realizate din piatra, beton simplu sau beton armat, avand o talpa de fundare, cu sau fara calcai, umar sau contraforti, utilizate pentru sustinerea unui masiv de pamant.

2. pereti de sustinere - pereti relativ subtiri din otel, beton armat sau lemn, sustinuti de ancoraje, spraituri si/sau de presiunea pasiva a pamantului, utilizati pentru sprijinirea excavatiilor.

3. sprijiniri simple - pereti de sustinere a excavatiilor, cu rol temporar, neetansi, realizati din elemente din lemn sau elemente metalice de inventar.

4. palplanse - pereti de sustinere din elemente prefabricate din metal, beton armat sau lemn, introduse in teren prin batere, vibrare sau presare cu rol de rezistenta si etansare.

5. pereti ingropati - pereti de sustinere a excavatiilor realizati din beton armat; pot fi sub forma de pereti mulati, pereti din piloti forati sau pereti din elemente prefabricate.

6. perete mulat - perete ingropat din panouri realizate in transee excavate in teren sub protectie de fluid de foraj.

7. perete ingropat din piloti forati - perete format prin alaturarea de piloti forati dispusi la distante inter-ax mai mari decat diametrul lor (piloti cu interspatii), egale cu diametrul lor (piloti joantivi) sau mai mici decat diametrul lor (piloti secanti).

8. pilot forat - pilot la care gaura se realizeaza prin excavare.

9. perete din elemente prefabricate - perete realizat din elemente prefabricate din beton armat care sunt lansate in transeea umpluta cu un fluid de foraj autointaritor.

10. pereti de sustinere de tip mixt - pereti temporari de sprijinire a excavatiilor care utilizeaza combinatii intre diferite materiale.

II.2 Simboluri

Litere latine: A' - suprafata efectiva a bazei (talpii) fundatiei Ab - suprafata bazei unui pilot Ac - suprafata totala a bazei supusa la compresiune ad - valoarea de calcul a datelor geometrice anom - valoarea nominala a datelor geometrice Delta_a - modificare adusa valorii nominale a datelor geometrice pentru anumite cerinte particulare ale proiectarii b - latimea unei fundatii b' - latimea efectiva a unei fundatii Cd - valoare de calcul limita a efectului unei actiuni c - coeziunea c' - coeziunea efectiva cu - coeziunea nedrenata cud - valoare de calcul a coeziunii nedrenate Ed - valoarea de calcul a efectului actiunilor Estb;d - valoarea de calcul a efectului actiunilor stabilizatoare Edst;d - valoarea de calcul a efectului actiunilor destabilizatoare Fd - valoare de calcul a unei actiuni Fk - valoare caracteristica a unei actiuni Frep - valoare reprezentativa a unei actiuni H - incarcare orizontala sau componenta orizontala a unei actiuni totale aplicata paralel cu baza fundatiei Hd - valoarea de calcul a lui H h - inaltimea unui zid K0 - coeficient al presiunii in stare de repaus a pamantului K0beta - coeficient al presiunii in stare de repaus intr-un masiv de pamant a carui suprafata este inclinata cu unghiul beta fata de orizontala k - raportul delta_d / phi_cv;d l - lungimea fundatiei l' - lungimea efectiva a fundatiei qbk - valoare caracteristica a presiunii pe baza Rd - valoarea de calcul a rezistentei fata de o actiune Rpd - valoarea de calcul a fortei datorate presiunii pamantului asupra fetei unei fundatii u - presiunea apei din pori V - incarcare verticala sau componenta normala a rezultantei actiunilor aplicate asupra bazei fundatiei Vd - valoarea de calcul a lui V Vd - valoarea de calcul a actiunilor verticale efective sau componenta normala a rezultantei actiunilor efective aplicate asupra bazei fundatiei Vdst;d - valoarea de calcul a actiunii verticale destabilizatoare aplicata asupra unei structuri Vdet;k - valoarea caracteristica a actiunii verticale destabilizatoare aplicata asupra unei structuri Xd - valoarea de calcul a proprietatii unui material Xk - valoarea caracteristica a proprietatii unui material z - distanta verticala

Litere grecesti: alpha - inclinarea fata de orizontala a bazei unei fundatii beta - unghiul pantei terenului in spatele unui zid (se considera pozitiv cand este in sus) delta - unghi de frecare la interfata structura-teren delta_d - valoarea de calcul a lui delta gamma - greutatea volumica gamma' - greutatea volumica submersata gamma_c' - coeficient partial pentru coeziunea efectiva gamma_cu - coeficient partial pentru coeziunea nedrenata gamma_E - coeficient partial pentru efectul unei actiuni gamma_f - coeficient partial pentru actiuni, care tine cont de posibilitatea unor devieri nefavorabile ale valorilor actiunilor fata de valorile lor reprezentative gamma_F - coeficient partial pentru o actiune gamma_G - coeficient partial pentru o actiune permanenta gamma_G;dst - coeficient partial pentru o actiune permanenta destabilizatoare gamma_G;stb - factor permanent pentru o actiune permanenta destabilizatoare gamma_I - coeficient de importanta in functie de durata de existenta a lucrarii de sustinere gamma_m - coeficient partial pentru un parametru al pamantului (o proprietate a materialului) gamma_mi - coeficient partial pentru un parametru al pamantului in stratul i gamma_M - coeficient partial pentru un parametru al pamantului (o proprietate a materialului), tinand cont de asemenea de incertitudinile asupra modelului gamma_Q - coeficient partial pentru o actiune variabila gamma_qu - coeficient partial pentru rezistenta la compresiune monoaxiala gamma_R - coeficient partial pentru o rezistenta gamma_Rd - coeficient partial pentru o incertitudine intr-un model de rezistenta gamma_Re - coeficient partial pentru rezistenta pamantului gamma_Rh - coeficient partial pentru rezistenta la lunecare gamma_Rv - coeficient partial pentru capacitate portanta gamma_w - greutatea volumica a apei gamma_phi' - coeficient partial pentru unghiul de frecare interna (tg phi') gamma_y - coeficient partial pentru greutatea volumica theta - unghiul de inclinare a lui H sigma_stb;d - valoarea de calcul pentru efortul total vertical stabilizator sigma'h,0 - componenta orizontala a presiunii efective a pamantului in stare de repaus sigma(z) - efortul normal asupra unei lucrari de sustinere la adancimea z tau(z) - efort tangential in lungul unei lucrari de sustinere la adancimea z phi - unghiul de frecare interna in termeni de eforturi efective phi_cv - unghiul de frecare interna la starea critica phi_cv;d - valoarea de calcul a lui phi_cv phi'_d - valoarea de calcul a lui phi'

III. GENERALITATI. TIPURI DE LUCRARI DE SUSTINERE

Lucrarile de sustinere sunt lucrari care au ca scop retinerea terenului (pamant, roci, umpluturi) si a apei. In aceasta categorie sunt incluse toate tipurile de lucrari si sisteme de sprijin in care elementele structurale sunt supuse fortelor generate de materialul retinut (teren, apa).

In prezentul normativ sunt tratate urmatoarele categorii de lucrari de sustinere: - ziduri de sprijin - ziduri de sprijin de greutate din piatra sau beton simplu, inclusiv gabioane, - ziduri de sprijin tip cornier din beton armat, - ziduri de sprijin din casoaie, - pereti de sprijin - sprijiniri simple din lemn si din elemente metalice de inventar pentru sustinerea excavatiilor, - pereti din palplanse, - pereti ingropati, - pereti de sustinere de tip mixt, - pereti de sustinere realizati prin injectie cu presiune inalta (tehnologia "jet-grouting").

III.1. Ziduri de sprijin

Zidurile de sprijin sunt lucrari de sustinere, in general definitive, utilizate de regula pentru a asigura trecerea intre doua cote, atunci cand spatiul nu este suficient pentru o sapatura taluzata. Zidurile de sprijin sunt lucrari de sustinere cu caracter continuu, la care presiunea pamantului se transmite integral, pe toata suprafata de contact dintre lucrare si teren. Zidurile de sprijin sunt realizate din zidarie de piatra, beton, beton armat, casoaie sau gabioane.

Zidurile de sprijin de greutate sunt lucrari de sustinere masive care rezista presiunii pamantului prin propria lor greutate.

Zidurile de greutate din beton sunt indicate pentru inaltimi de pana la 6 m, peste aceasta valoare alte tipuri de ziduri fiind probabil mai economice. Pentru a se face economie de material se adopta sectiuni in trepte sau inclinate. Sectiunea simpla este indicata pentru inaltimi mici, de pana la 1.5 m.

Zidurile de greutate din zidarie de piatra sunt indicate pentru inaltimi mai mici de 4.5 m. Pentru inaltimi mai mici de cca 1.5 m se poate adopta o sectiune simpla, iar pentru inaltimi cuprinse intre 1.5 m si 4.5 m sectiuni in trepte sau cu contraforti.

Pentru imbunatatirea stabilitatii zidurilor de greutate se adopta de regula o talpa inclinata sau un pinten.

Tot in categoria zidurilor de greutate intra si cele realizate din gabioane (cutii din plasa de sarma umplute cu piatra). Ele se pot realiza cu trepte spre amonte sau spre aval.

Zidurile de greutate pot fi realizate si din elemente prefabricate de tip casoaie. Casoaiele sunt constructii alcatuite din dulapi sau grinzi de lemn asamblate prin stivuire, delimitand incinte patrate sau rectangulare care se umplu cu piatra sparta sau pamant necoeziv. Prin inlocuirea elementelor de lemn cu elemente prefabricate din beton armat se pot realiza ziduri de inaltimi mari, de peste 10 m. Tipul de casoaie utilizat pentru zidul din figura este indicat in general pentru situatii in care nu exista suprasarcini.

Zidurile cornier sunt lucrari de sprijin realizate din beton armat, cu structura mai svelta, care utilizeaza greutatea pamantului aflat deasupra consolei amonte pentru preluarea presiunii pamantului, reducand astfel greutatea proprie a zidului. Pentru micsorarea consumului de armatura, la inaltimi de peste 6 m se recomanda utilizarea de contraforti. Pentru aceasta situatie este mai economica adoptarea unei solutii de pamant armat cu geosintetice sau, eventual, armaturi metalice. Stabilitatea zidurilor de sprijin poate fi imbunatatita prin prevederea de console de descarcare.

Zidurile de sprijin sunt prevazute cu sisteme de drenaj in amonte pentru colectarea apei subterane si a apelor provenite din infiltratia precipitatiilor.

III.2. Sprijiniri simple

Sprijinirile simple sunt lucrari de sustinere cu caracter temporar, utilizate pentru sprijinirea excavatiilor, atunci cand: - adancimea sapaturii este mai mare decat inaltimea la care pamantul s-ar mentine la verticala nesprijinit, - realizarea unei sapaturi taluzate ar fi imposibila (din ratiuni de spatiu disponibil) sau neeconomica.

Ele au forma unor pereti de sustinere verticali neetansi.

Elementul principal al unei sprijiniri simple este constituit de dulapi, care sunt cei care vin in contact direct cu pamantul. Ei pot fi orizontali sau verticali. In primul caz, dulapii orizontali sunt montati dupa ce a fost realizata excavatia (pe tronsoane). Ei sunt utilizati atunci cand pamantul se poate mentine la verticala nesprijinit pe adancimea unui tronson de excavare (pamanturi cu coeziune suficienta). Dulapii verticali sunt introdusi in teren inainte de realizarea sapaturii (utilizand un sistem de ghidare), fiind utilizati in cazul pamanturilor necoezive.

Elementele sprijinirilor simple sunt realizate de regula din lemn si/sau metal.

Avantajul acestor sprijiniri este dat de simplitatea executiei si de costul relativ redus. Datorita faptului ca nu sunt etanse nu pot fi folosite sub nivelul apelor subterane.

III.2.1. Sprijiniri cu dulapi orizontali

Sprijinirea cu dulapi orizontali este alcatuita din urmatoarele elemente: - dulapi orizontali, dispusi joantiv, in cazul pamanturilor cu coeziune redusa sau cu interspatii, daca pamantul are o coeziune mai mare; - filate, elemente verticale de solidarizare a dulapilor, dispuse discontinuu pe inaltime; - spraituri, elemente de sprijinire a filatelor, dispuse orizontal sau inclinat, fixate prin impanare.

Dulapii si filatele sunt realizate din grinzi de lemn, iar spraiturile din lemn rotund (bile) sau elemente metalice.

In cazul unei sapaturi de latime mare, in general peste 6 m, spraiturile orizontale trebuie contravantuite prin grinzi si contrafise in plan orizontal si sprijinite pe verticala in dreptul nodurilor (cu elemente numite popi) pentru a evita cedarea prin flambaj sau incovoiere sub greutate proprie.

Tot pentru sapaturile de latime mare se pot utiliza spraituri inclinate.

Dezavantajul acestui sistem este obstruarea suprafetei de lucru de catre contrafise. Pentru a impiedica alunecarea pe granzile orizontale, precum si ridicarea acestora, contrafisele trebuie sa aiba o inclinare redusa fata de orizontala.

III.2.2. Sprijiniri cu dulapi verticali

Sprijinirea cu dulapi verticali este alcatuita din urmatoarele elemente: - dulapi verticali, dispusi joantiv; - filate, elemente orizontale de solidarizare a dulapilor, dispuse discontinuu pe inaltime; - spraituri, elemente de sprijinire a filatelor, dispuse orizontal, fixate prin impanare.

Dulapii verticali sunt introdusi in teren prin batere, treptat, pe masura avansarii sapaturii, devansand-o pe aceasta. Varful dulapilor trebuie intotdeauna sa se gaseasca la cel putin 0.30 m sub nivelul fundului sapaturii. Sistemul de sustinere din figura se utilizeaza in cazul unor sapaturi continue, in spatii inguste, a caror adancime nu depaseste lungimea dulapilor. Pentru spatii largi, filatele si spraiturile se inlocuiesc cu cadre orizontale din bile sau grinzi ecarisate legate pe verticala prin popi. Daca dimensiunile cadrelor sunt mari, ele se contravantueaza in plan orizontal.

III.2.3. Sprijiniri simple din elemente metalice de inventar

Sprijinirile din elemente metalice de inventar se trateaza din punct de vedere al alcatuirii si al calculului precum sprijinirile simple din lemn. Toate cele trei elemente ale unei sprijiniri simple (dulapi, filate si spraituri) se regasesc sub forma metalica, cu dimensiuni in general modulate. Spraiturile sunt telescopice, permitand adaptarea lor la diferite dimensiuni.

III.3. Sprijiniri de tip mixt

Sprijinirile de tip mixt formeaza pereti temporari de sustinere a unor excavatii care utilizeaza combinatiile intre diferite materiale pentru alcatuirea structurii de sustinere: metal cu lemn, metal cu beton, beton cu metal si lemn.

Dintre aceste tipuri de sprijiniri, cel mai raspandit este asa numitul "sistem berlinez". Sistemul berlinez combina metalul cu lemnul, elementele de rezistenta verticale fiind alcatuite din profile metalice laminate (I) amplasate la diferite distante (circa 1...3 m) pe conturul viitorului perete de sustinere, intre care, pe masura avansarii lucrarilor de excavare, se introduc dulapi orizontali care vor forma peretele propriu-zis de sprijinire.

Data fiind tehnologia de executie a unei astfel de sprijiniri, aceasta nu poate fi utilizata decat in terenuri care au o suficienta coeziune pentru a se mentine nesprijinite pe o anumita inaltime pana la montarea dulapilor si deasupra apei subterane.

In functie de adancimea excavatiei profilele metalice pot fi introduse prin batere sau vibrare, sau pot fi introduse in gauri forate si incastrate prin betonare sub cota finala de excavare.

Totodata, in functie de adancimea de excavare, peretele poate fi realizat autoportant sau sprijinit prin spraituri, respectiv, ancoraje (paragraful III.6).

III.4. Pereti de sustinere din palplanse

Palplansele sunt elemente prefabricate din metal, beton armat sau lemn, introduse in pamant prin batere, vibrare sau presare astfel incat sa formeze pereti continui cu rol de sustinere si etansare.

Palplansele sunt prevazute cu imbinari care asigura continuitatea peretelui din punct de vedere al rezistentei si etansarii.

Palplansele pot fi utilizate pentru lucrari definitive sau temporare.

III.4.1. Palplanse metalice

Palplansele metalice, in sectiunile cele mai utilizate sunt in forma de Z, S, U. Acestea pot fi combinate rezultand sectiuni compuse in functie de conditiile de stabilitate si rezistenta pe care trebuie sa le indeplineasca.

Palplansele laminate la cald sunt utilizate in cele mai multe cazuri, fiind foarte versatile. Gratie formei lor simetrice se pot reutiliza cu usurinta si permit o fixare facila a tirantilor, chiar si sub nivelul apei.

Palplansele de tip Z sunt adaptate solicitarilor severe, gratie unui modul de inertie mare, iar raportul rezistenta/greutate le face si economice.

Palplansele profilate la rece au grosimi limitate, dar latimi mari. Forma specifica este data prin pliere. Aceasta gama de produse ofera solutii foarte economice pentru lucrari de mica anvergura.

Palplansele combinate sunt indicate lucrarilor mari, care necesita module de inertie si de rezistenta mari (cheuri maritime, excavatii de dimensiuni foarte mari).

Utilizarea palplanselor metalice neprotejate in medii foarte corozive (ex: in contact cu substante chimice agresive) nu este indicata. In cazul utilizarii palplanselor metalice pentru lucrari definitive sunt necesare masuri de protectie anticoroziva in functie de agresivitatea mediului.

III.4.2. Palplanse din beton armat sau beton precomprimat

Palplansele din beton armat sau beton precomprimat sunt utilizate, de regula, pentru lucrari definitive. Utilizarea lor pentru lucrari temporare nu este indicata din cauza recuperarii dificile din cauza greutatii proprii mari.

Transportul, manipularea si introducerea in teren ale palplanselor din beton armat sau precomprimat presupun masini si utilaje specializate. Introducerea in teren se realizeaza prin batere sau vibrare.

Palplansele din beton armat sau precomprimat au sectiuni dreptunghiulare si sunt prevazute cu imbinari pentru asigurarea etanseitatii. Etanseitatea asigurata de aceste imbinari este in general slaba, fiind necesare masuri suplimentare de impermeabilizare.

III.4.3. Palplanse din lemn

Palplansele din lemn sunt confectionate din dulapi sau grinzi ecarisate.

Palplansele din lemn sunt introduse in teren prin batere. Pentru a nu se deteriora la introducerea in teren, palplansele din lemn sunt protejate la capete cu platbande metalice.

Utilizarea palplanselor de lemn este limitata la lucrari temporare (ex: sprijinirea peretilor gropilor de fundare). In functie de gradul de etansare necesar se pot adopta diferite tipuri de imbinari intre palplanse.

III.5. Pereti ingropati

Peretii ingropati sunt pereti de sustinere a excavatiilor realizati din beton armat.

Dupa criteriul alcatuirii constructive, peretii ingropati examinati in cuprinsul prezentului normativ se clasifica in: pereti din panouri si pereti din piloti forati.

Dupa criteriul functiilor indeplinite de peretele ingropat in lungul aceleiasi verticale, peretii ingropati se clasifica in: pereti omogeni si pereti compusi. Peretii omogeni sunt acei pereti la care atat materialul cat si functia pe care o indeplinesc (de sustinere, de portanta sau de etansare) sunt identice in lungul aceleiasi verticale. Peretii compusi sunt acei pereti la care functiile de rezistenta, portanta si etansare se separa pe verticala.

In Anexa B, Tabelul B-1 sunt prezentate avantaje si limitari pentru principalele tipuri de pereti de sustinere a excavatiilor.

III.5.1. Pereti ingropati din panouri

III.5.1.1. Pereti mulati Peretii mulati sunt realizati prin turnarea in teren a betonului dupa ce in prealabil a fost realizata prin forare, sub protectia noroiului bentonitic, o transee de dimensiuni stabilite prin proiectare. Panourile sunt armate cu carcase de armatura iar legatura dintre panouri trebuie tratata astfel incat sa asigure continuitatea peretelui din punct de vedere al rezistentei si etansarii.

III.5.1.2. Pereti din elemente prefabricate Peretii ingropati din panouri prefabricate sunt realizati prin lansarea in transeea excavata a unor elemente prefabricate prevazute cu margini profilate care sa asigure imbinarea intre acestea.

Legatura ferma intre perete si teren, precum si etansarea peretelui sunt asigurate prin intarirea noroiului de foraj autointaritor care este utilizat in astfel de cazuri (noroi bentonitic in care se introduce o cantitate de ciment si un aditiv intarzietor de priza).

III.5.2. Pereti ingropati din piloti forati

In functie de conditiile de rezistenta si etansare pe care trebuie sa le indeplineasca peretele, pilotii pot fi dispusi cu distante intre ei, joantivi sau secanti. Peretii realizati din piloti sunt recomandati, de regula, atunci cand stabilitatea transeelor necesare pentru panouri nu este asigurata (de exemplu, cand in vecinatatea peretelui se gasesc fundatiile unor constructii cu incarcari mari) sau daca in cuprinsul stratificatiei se intalnesc maluri sau nisipuri antrenate de curentul de apa. In astfel de situatii se recurge la piloti forati cu tubaj recuperabil.

In cazul peretilor din piloti secanti se poate recurge la armarea tuturor pilotilor, daca peretele este supus la incarcari mari care impun o rezistenta ridicata a acestuia, sau la armarea numai a pilotilor secundari, daca peretele nu este supus la solicitari importante dar este importanta indeplinirea conditiei de etansare.

In functie de conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca peretele, pilotii nearmati (primari) pot fi realizati din material cu slabe rezistente care asigura numai conditia de etansare (amestec de noroi bentonitic cu ciment la care se poate adauga si nisip) sau din beton simplu care are o rezistenta mai ridicata.

III.6. Sisteme de sprijin pentru pereti de sustinere a excavatiilor

Dupa criteriul modului de preluare a solicitarilor la care sunt supusi, peretii de sustinere pentru excavatii se clasifica in: pereti de sustinere in consola si pereti de sustinere rezemati.

III.6.1. Pereti de sustinere in consola

Stabilitatea unui perete de sustinere in consola pe parcursul lucrarilor de excavare este asigurata prin incastrarea acestuia in teren.

III.6.2. Pereti de sustinere rezemati

Rezemarea peretelui de sustinere pe masura realizarii excavatiei reprezinta o alternativa care permite reducerea adancimii de incastrare a peretelui, precum si limitarea deplasarilor orizontale ale peretelui, comparativ cu solutia peretelui in consola. Sistemele de rezemare de tip spraituri sau ancoraje sunt descrise in paragraful III.6.3. Pe masura avansarii lucrarilor de excavare sunt amplasate sistemele de rezemare la cotele si intervalele rezultate in urma calculelor de proiectare.

O varianta de rezemare a peretilor de sustinere prin insasi structura ingropata realizata sub protectia acestora o reprezinta procedeul de "sus in jos" sau "top-down", cunoscut si sub numele de "metoda milaneza". Structura subterana este realizata de sus in jos, pe masura avansarii lucrarilor de excavare, iar planseele acesteia devin pe rand rezemari ale peretelui de sustinere. Incarcarile verticale sunt preluate de stalpi si transmise unor barete sau piloti executati in prealabil. Procedeul permite realizarea, simultan cu subsolurile, a unui numar de niveluri din suprastructura constructiei. Executia lucrarilor este insa mai complexa si mai anevoioasa; spatiile de lucru sunt reduse - saparea terenului are loc sub fiecare planseu pe o inaltime egala cu cea a viitorului nivel; trebuie asigurate goluri pentru evacuarea pamantului sapat; sunt necesare utilaje cu gabarit redus etc.

III.6.3. Sisteme de rezemare a peretilor de sustinere

III.6.3.1. Solutia cu spraituri Spraiturile sunt in general elemente metalice (profile H, sectiuni rectangulare sau tuburi) avand rolul de a prelua eforturile din presiunea pamantului asupra peretelui. Functia acestui sistem de rezemare, de regula provizoriu, este de a asigura stabilitatea peretilor de sustinere pana in momentul in care este construita structura definitiva. Dupa ce intreaga excavatie a fost realizata, incepe de jos in sus construirea structurii, spraiturile fiind indepartate pe masura ce structura avanseaza. Dezavantajul major al acestui sistem de rezemare a sustinerilor il reprezinta "aglomerarea" excavatiei, ceea ce complica atat lucrarile de excavare, care trebuie realizate printre si pe sub spraituri, cat si lucrarile ulterioare de construire a structurii subterane. In cazul unor deschideri mari ale excavatiei, spraiturile pot fi realizate sub forma de contrafise care asigura rezemarea peretelui prin sprijinirea fundul excavatiei. In acest caz este necesara dimensionarea adecvata a elementelor in care se sprijina contrafisele.

III.6.3.2. Solutia cu ancoraje Solutia cu ancoraje are avantajul ca lasa libera incinta excavata. Aceasta solutie poate fi utilizata complementar cu alte solutii (spraituri sau contrabanchete de pamant). Ancorajele, in general, nu sunt indicate in cazul unor terenuri slabe sau atunci cand exista constructii in vecinatate care ar putea fi afectate de executia ancorajelor. Sistemul de rezemare cu ancoraje poate fi realizat in doua solutii: - cu tiranti pasivi care transmit solicitarea din reazem la o placa de ancorare sau la un bloc de beton (blocul de beton poate fi fixat printr-o capra de piloti in cazul unor solicitari mari); - cu tiranti forati, injectati si pretensionati.

Tirantii forati, injectati si pretensionati sunt indicati atunci cand nivelul apei subterane este deasupra nivelului de ancorare si cand terenul din spatele peretelui este abrupt. Nu este recomandata folosirea acestora in cazul in care nivelul hidrostatic se afla deasupra punctului de pornire a forajului, daca acest nivel nu poate fi coborat sau daca nu se dispune de o tehnologie adecvata care sa previna curgerea apei. In cazurile in care nivelul de ancorare necesar este apropiat de suprafata terenului, varianta tirantilor pasivi poate fi mai economica, cu conditia sa existe suficient spatiu liber in spatele peretelui. Tirantii forati, injectati si pretensionati au avantajul ca pot fi instalati pe mai multe nivele. La stabilirea tipului de tirant trebuie avuta in vedere durata de lucru estimata pentru acesta.

La proiectarea tirantilor forati, injectati si pretensionati se vor respecta prevederile, reglementarile tehnice specifice acestui tip de lucrari.

III.6.3.3. Solutia cu contrabanchete Contrabanchetele din pamant pot fi utilizate pentru a ajuta stabilitatea unui perete de sustinere si pentru reducerea deplasarilor acestuia. Utilizarea contrabanchetelor adiacente peretelui de sustinere are avantajul ca excavatia poate atinge adancimi mai mari (chiar cota finala) in partea centrala, fara a fi impiedicata lucrarile de spraituri. In combinatie cu contrabanchetele poate fi utilizata solutia cu contrafise. Se interzice inlaturarea prematura a contrabanchetei sau micsorarea acesteia, intrucat poate conduce la cedarea peretelui de sustinere. Contrabanchetele pot fi utilizate si in combinatie cu rezemarea peretelui de sustinere direct prin structura realizata in incinta excavata. Contrabancheta este indepartata numai in momentul in care structura poate prelua solicitarile date de peretele de sustinere.

In conditii de teren date, gradul de asigurare a stabilitatii oferit de contrabancheta depinde de inaltimea H, de latimea B si de panta 1:m. Panta 1:m este guvernata de parametrii geotehnici ai terenului, in timp ce H si B sunt limitate de consideratii legate de spatiul si accesul din excavatie.

Daca, pentru a se instala reazemul permanent al peretelui, contrabancheta este indepartata pe o anumita lungime, poate fi necesara o analiza tridimensionala pentru estimarea stabilitatii si deplasarilor peretelui. Dificultatea analizei determina, in general, utilizarea contrabanchetelor de pamant impreuna cu metodele observationale.

III.7. Pereti de sustinere realizati prin injectare cu presiune inalta (tehnologia "jet-grouting")

O posibilitate de realizare a unor pereti de sustinere a excavatiilor o reprezinta injectarea unui mortar de ciment in teren prin tehnologia "jet-grouting". Aceasta tehnologie consta in fracturarea hidraulica a terenului cu ajutorul unui jet de fluid de mare presiune si injectarea terenului cu un liant (in general pe baza de ciment). Jetul de fluid poate fi constituit chiar de liantul de injectie. Rezulta astfel coloane, panouri sau alte tipuri de elemente injectate. Tehnologia de executie este descrisa in SR EN 12716:2002.

Dispunerea secanta sau tangenta a unor astfel de elemente (coloane sau panouri) permite realizarea unor pereti care pot avea si rol de sustinere. Aceasta tehnica este folosita mai ales in cazuri unor lucrari speciale (realizarea unor lucrari de subzidire, consolidari etc.).

IV. PRESCRIPTII GENERALE DE PROIECTARE

IV.1. Prescriptii privind elaborarea proiectului

IV.1.1. Categoria geotehnica

(1) Incadrarea lucrarilor de sustinere in categoriile geotehnice trebuie sa respecte prevederile generale ale SR EN 1997-1:2004, paragraful 2.1, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate.

(2) Lucrarile de sustinere sunt incadrate astfel in categoriile geotehnice:

Categoria geotehnica 1: structuri mici sau relativ simple, care pot fi proiectate folosind experienta acumulata si date si analize calitative. In aceasta categorie intra lucrarile de sustinere cu inaltime mai mica de 1.5 m, la care cedarea ar duce la distrugeri minime si la blocarea accesului.

Categoria geotehnica 2: structuri conventionale fara riscuri deosebite, fara conditii de incarcare sau de teren speciale, care pot fi proiectate utilizand date si analize cantitative obisnuite. In aceasta categorie intra lucrarile de sustinere a caror cedare poate provoca pagube moderate.

Categoria geotehnica 3: structuri care implica riscuri datorate conditiilor deosebite de teren, incarcarilor si vecinatatilor, care trebuie proiectate utilizand metode speciale.

(3) Incadrarea preliminara a unei lucrari de sustinere intr-una din categoriile geotehnice trebuie sa se faca, in mod normal, inainte de cercetarea geotehnica a terenului. Incadrarea poate fi ulterior schimbata in cursul procesului de proiectare si executie.

(4) Pentru evaluarea riscurilor si incadrarea lucrarilor de sustinere in categoriile geotehnice se va tine seama de clasele de consecinte CC1, CC2, CC3 definite in SR EN 1990:2004 - Anexa B, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate.

IV.1.2. Investigarea geotehnica a amplasamentului

(1) Investigarea geotehnica se realizeaza cu ajutorul forajelor si sondajelor, ca si a incercarilor in situ. Se vor respecta prevederile NP 074-2007.

(2) Investigatiile geotehnice trebuie realizate in functie de incadrarea pe categorii geotehnice. Pentru categoria geotehnica 1 nu sunt necesare investigatii geotehnice specifice. In timpul lucrarilor de sustinere trebuie sa se verifice ipotezele avute in vedere la proiectare. Categoria geotehnica 2 presupune studii de arhiva si realizarea de investigatii geotehnice specifice, conform NP 074-2007.

(3) O etapa importanta este determinarea informatiilor privind regimul apei subterane. Trebuie realizate urmatoarele: - observarea nivelului apei in foraje si piezometre, precum si a fluctuatiilor acestuia, preferabil in timpul iernii si a primaverii; - estimarea hidrogeologiei amplasamentului, incluzand miscarile apei subterane si variatiile presiunilor; - determinarea nivelurilor extreme ale apei libere (provenita din diferite cauze) care pot influenta presiunea apei subterane.

(4) Categoria geotehnica 3 presupune investigatii aditionale fata de cele impuse la categoria geotehnica 2, cum ar fi de exemplu: incercari geotehnice complexe pentru determinarea unor parametri caracteristici utilizati intr-un calcul de interactiune teren - structura prin metode numerice. Acestea se pot referi la determinarea coeficientului de presiune in stare de repaus, K0, prin incercari de teren, determinarea relatiei efort - deformatie ale terenului cu luarea in considerare a fenomenului de ecruisaj, incercari dinamice etc.

(5) In cazul in care sunt suspectate contaminari chimice, trebuie realizata o investigare pentru determinarea compusilor chimici si a modului in care ar putea afecta structura de sprijin.

(6) In elaborarea programului de investigatii geotehnice, pentru fiecare tip de lucrare de sustinere se vor avea in vedere parametrii geotehnici specifici necesari fie pentru aplicarea unei anumite metode de calcul, fie pentru alegerea unei anumite metode de executie. Se vor avea in vedere standardele specifice de executie existente pentru unele tipuri de lucrari de sustinere.

De asemenea, se vor avea in vedere prevederile SR EN 1997-2:2007 "Eurocod 7: Proiectarea geotehnica. Partea 2: Investigarea si incercarea terenului", si dupa caz, cu anexa nationala asociata, precum si ale SR EN 1998-5:2004 "Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistenta la cutremur. Partea 5: Fundatii, structuri de sustinere si aspecte geotehnice", si dupa caz, cu anexa nationala asociata.

IV.2. Stari limita

IV.2.1. In metoda starilor limita sunt analizate: starea limita ultima (SLU) si starea limita de exploatare (SLE). Acest tip de metoda de calcul are ca obiectiv aplicarea unor coeficienti de siguranta potriviti, acolo unde ei sunt necesari - de exemplu, cei mai mari factori de siguranta trebuie aplicati actiunilor mai nesigure si mai mari. Aplicarea factorilor partiali ai sigurantei are avantajul de a putea distribui diferit marja de siguranta pentru diferiti parametri.

IV.2.2. Starea limita ultima se defineste ca fiind acea stare limita care se refera la siguranta oamenilor si a structurii. Starea limita ultima se refera la pierderea echilibrului static sau la ruperea unui component critic al structurii sau al intregii structuri. Cu alte cuvinte, se definesc criterii astfel incat sa nu survina o cedare a constructiei. Starea limita ultima este atinsa cand fortele perturbatoare devin egale sau depasesc fortele rezistente. Marja de siguranta fata de atingerea SLU este obtinuta prin aplicarea de factori partiali ai incarcarilor si ai materialelor. Fortele perturbatoare sunt marite prin multiplicarea cu factorii incarcarilor, obtinand astfel valori de proiectare pentru aceste forte. Fortele rezistente sunt diminuate prin impartirea la factorii partiali de material, obtinand rezistentele de proiectare. Daca rezistenta de proiectare este egala sau mai mare decat solicitarea de proiectare, se estimeaza ca exista o marja suficienta de siguranta fata de cedarea la starea limita ultima.

IV.2.3. In conformitate cu SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate, trebuie luate in considerare urmatoarele situatii: - pierderea echilibrului structurii sau terenului, considerate ca un corp rigid, in care rezistenta materialelor structurale si a terenului este nesemnificativa in asigurarea rezistentei (EQU); - cedare interna sau deformatii excesive ale structurii sau elementelor structurale, in care rezistenta materialelor structurale este semnificativa in asigurarea rezistentei (STR); - cedarea sau deformatii excesive ale terenului, in care rezistenta terenului este semnificativa in asigurarea rezistentei (GEO); - pierderea echilibrului structurii sau terenului datorita ridicarii de catre presiunile interstitiale (UPL); - antrenarea hidrodinamica, eroziunea interna a terenului datorata gradientilor hidraulici (HYD).

IV.2.4. Starea limita de exploatare se refera la conditiile care duc la pierderea utilitatilor functionale ale unui component sau a intregii structuri. Aceasta poate fi provocata de deformatiile terenului sau ale structurii. Starea limita de exploatare este atinsa atunci cand deformatiile aparute in timpul duratei de viata a constructiei depasesc limitele prevazute sau daca exploatarea normala a structurii este afectata.

IV.2.5. Pentru calculul la stari limita a lucrarilor de sustinere trebuie avute in vedere starile limita precizate in SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate, paragraful 9.2, respectiv: - pierderea stabilitatii generale, - cedarea unui element structural sau cedarea legaturii dintre elemente, - cedarea combinata in teren si in elementul structural, - ruperea prin ridicare hidraulica si eroziune regresiva, - miscari ale lucrarii de sustinere care pot produce prabusirea sau pot afecta aspectul sau utilizarea eficienta a lucrarii propriu-zise sau a celor invecinate, - pierderi inacceptabile de apa prin sau pe sub perete, - transport inacceptabil de particule de pamant prin sau pe sub perete, - modificari inacceptabile ale regimului apei subterane.

IV.2.6. Pentru lucrarile de sustinere de tip gravitational (ziduri de sprijin) si pentru lucrarile compozite (cum ar fi, de exemplu, lucrarile de sustinere din pamant armat) trebuie luate in considerare urmatoarele stari limita: - pierderea capacitatii portante a pamantului sub talpa, - cedarea prin alunecare pe talpa zidului, - cedarea prin rasturnarea zidului.

IV.2.7. Pentru lucrarile de sustinere ingropate (pereti din palplanse, pereti ingropati) trebuie luate in considerare urmatoarele stari limita: - cedarea prin rotirea sau translatia peretelui sau a unor parti ale acestuia; - cedarea prin pierderea echilibrului vertical al peretelui.

IV.2.8. Pentru toate tipurile de lucrari de sustinere trebuie analizate si combinatii intre starile limita mentionate.

IV.3. Actiuni si situatii de proiectare

IV.3.1. Actiunile si situatiile de proiectare pentru calculul la stari limita al lucrarilor de sustinere sunt cele precizate in SR EN 1997-1:2004, paragraful 9.3, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate.

IV.3.2. Actiunile vor fi considerate in conformitate cu prevederile paragrafului 2.4.2 (4) din SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate, respectiv se vor include ca actiuni de baza urmatoarele: - greutatile pamantului, rocilor, apei - eforturile din teren - presiunea pamantului si presiunile apei subterane - presiunea apei libere, inclusiv valurile - presiunea apei din pori - forte hidrodinamice - incarcari permanente si incarcari transmise de constructii - suprasarcini - forte de amarare - descarcarea sau excavarea terenului - incarcarile din trafic - miscari cauzate de exploatari miniere, tuneluri, cavitati subterane, - umflarea si contractia produse de vegetatie, clima sau variatii de umiditate, - miscari datorate curgerii sau alunecarii, precum si tasarile masivelor de pamant, - miscari datorate degradarii, dispersiei, auto-compactarii si dizolvarii - miscari datorate cutremurelor, exploziilor, vibratiilor si incarcarilor dinamice, - efectele produse de temperatura, inclusiv inghet - incarcarea din gheata, - eforturi de precomprimare in ancoraje sau spraituri - frecarea negativa.

IV.3.3. Actiunile sunt definite in conformitate cu SR EN 1990:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate.

IV.3.4. La stabilirea valorilor actiunilor se vor avea in vedere prescriptiile si recomandarile cuprinse in SR EN 1997-1:2004, paragrafele de la 9.3.1.2 la 9.3.1.8, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate.

IV.3.5. Orice interactiune teren - structura trebuie luata in considerare atunci se determina actiunile de proiectare.

IV.3.6. Calculul lucrarilor de sustinere se face, dupa caz, in functie de una sau mai multe combinatii posibile de actiuni si/sau situatii de proiectare.

IV.3.7. Valorile de calcul ale datelor geometrice vor fi stabilite pe baza prevederilor cuprinse in paragraful 9.3.2. al SR EN 1997-1:2004, tinandu-se seama de posibilele variatii in teren, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate.

IV.3.8. Nivelele de apa considerate pentru proiectare se vor baza pe datele locale din amplasament, tinand cont de efectul variatiilor acestora.

IV.3.9. Situatiile de proiectare ce trebuie luate in considerare pentru lucrarile de sustinere sunt: - variatia in spatiu a proprietatilor pamanturilor, nivelelor apei si presiunilor apei din pori, - variatiile anticipate in timp ale proprietatilor pamanturilor, nivelelor apei si ale presiunilor apei din pori, - variatiile actiunilor si ale modului in care acestea se combina, - excavatia, afuierea sau erodarea pamantului in fata lucrarii de sustinere, - efectele compactarii materialului umpluturii din spatele lucrarii de sustinere, - efectele viitoarelor lucrari si ale unor incarcari si descarcari prevazute asupra materialului retinut sau in apropierea lui, - miscarile anticipate ale terenului datorate, de exemplu, subsidentei sau actiunii inghetului.

IV.3.10. Pentru structurile de sustinere realizate in zone seismice se vor respecta prevederile SR EN 1998-1:2004, SR EN 1998-1:2004/NA:2008, paragraful 2.1, si dupa caz, cu eratele, si amendamentul asociate, precum si SR EN 1998-5:2004, sectiunea 7, si dupa caz, cu eratele, si amendamentul asociate. De asemenea, se vor respecta prevederile P100-1:2006.

IV.4. Metode de proiectare si modele de calcul

IV.4.1. Metodele prin care se verifica starile limita sunt cele prevazute la paragraful 2.1 (4) din SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociata, respectiv: - prin calcul (conform 2.4 din SR EN 1997-1:2004) - pe baza de masuri prescriptive (conform 2.5 din SR EN 1997-1:2004) - pe baza de modele experimentale (conform 2.6 din SR EN 1997-1:2004) - metode observationale.

Metodele de proiectare prin calcul sunt descrise in prezentul normativ pentru fiecare tip de lucrare de sustinere in parte, in capitolele respective.

Metodele de proiectare pe baza de masuri prescriptive sunt prevazute pentru lucrarile de sprijiniri simple ale excavatiilor, pentru adancimi de pana la 3 m (a se vedea paragraful VII.5.1).

Metodele bazate pe modele experimentale sunt indicate a se utiliza la lucrari de sustinere complexe, la care comportarea lucrarii de sustinere in interactiune cu terenul nu este cunoscuta sau nu este corect modelata prin metodele de calcul curente. Din aceasta categorie se pot aminti modele de laborator (clasice sau centrifugate) sau la scara reala. Se vor avea in vedere prevederile SR EN 1997-1:2004, paragraful 2.6, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate.

Aplicarea metodelor observationale presupune monitorizarea lucrarilor de sustinere si corectarea proiectului pe parcursul executiei. Daca masuratorile realizate in timpul executiei indica valori diferite de cele din proiect pentru anumite marimi (deplasari, forte in spraituri, nivelul apei etc.) se aplica prevederile SR EN 1997-1:2004 paragraful 2.7, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexa nationala asociate.

IV.4.2. Rezultatele calculelor se vor compara ori de cate ori este posibil cu experienta comparabila.

IV.4.3. La proiectare, pentru verificarea starilor limita se vor aplica procedeele descrise in SR EN 1997-1:2004, paragrafele 2.4.7 (pentru starea limita ultima) si 2.4.8 (pentru starea limita de exploatare), cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate.

IV.4.4. La proiectare se vor avea in vedere prevederile si recomandarile paragrafului 9.4 din SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate.

IV.4.5. Valorile coeficientilor partiali pentru actiuni, efectele actiunilor si rezistente sunt cei din Anexa A a SR EN 1997-1:2004, corelat cu Anexa Nationala SR EN 1997-1:2004/NB:2007, si dupa caz, cu eratele, si amendamentul asociate.

IV.4.6. In conformitate cu Anexa Nationala SR EN 1997-1:2004/NB:2007, si dupa caz, cu eratele, si amendamentele asociate, valorile coeficientilor partiali pentru actiuni si efectele actiunilor in situatiile accidentale sunt egale cu 1.0.

IV.4.7. Este indicat ca valorile coeficientilor partiali pentru rezistente sa fie stabilite tinand seama de conditiile particulare ale situatiei accidentale.

IV.4.8. Determinarea valorilor de proiectare a parametrilor geotehnici se face in conformitate cu prevederile Normativului NP 122-2010 privind determinarea valorilor caracteristice si de calcul ale parametrilor geotehnici.

IV.4.9. La proiectarea prin calcul se vor respecta exigentele fundamentale ale SR EN 1990:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate, precum si prevederile paragrafului 2.4 al SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexa nationala asociate.

IV.4.10. Modelul de calcul utilizat trebuie sa descrie comportarea prezumata a terenului, pentru starea limita considerata.

IV.4.11. Daca pentru o stare limita nu exista modele de calcul fiabile, calculul trebuie realizat pentru o alta stare limita folosind coeficienti care sa asigure ca depasirea starii limite considerate este suficient de improbabila. In astfel de cazuri, proiectarea se poate face si pe baza de masuri prescriptive, modele, incercari de proba sau metode observationale.

IV.4.12. Modelul de calcul considerat poate fi: analitic, semi-empiric sau numeric.

V. EVALUAREA PRESIUNII MASIVELOR DE PAMANT ASUPRA LUCRARILOR DE SUSTINERE

V.1. Generalitati

V.1.1. La determinarea valorilor de calcul ale presiunilor pamantului se vor lua in considerare moduri si amplitudini acceptabile ale deplasarilor si deformatiilor lucrarii de sustinere, care sunt posibil a se produce pentru starea limita considerata.

V.1.2. La evaluarea presiunilor pamantului asupra lucrarilor de sustinere trebuie sa se tina cont de urmatorii factori: - existenta unei suprasarcini la suprafata terenului, - panta suprafetei terenului, - unghiul pe care il face peretele de sustinere cu verticala, - nivelele de apa si fortele hidrodinamice in teren, - marimea, directia si sensul deplasarii lucrarii de sustinere in raport cu masivul de pamant sprijinit, - caracteristicile geotehnice ale masivului de pamant sprijinit, respectiv greutatea volumica si parametrii rezistentei la forfecare, - rigiditatea peretelui de sustinere si a sistemului de sprijin, - rugozitatea suprafetei lucrarii de sprijin aflata in contact cu terenul, - in cazul lucrarilor care sustin masive de roca se va lua in considerare si efectul discontinuitatilor, respectiv orientarea, respectiv orientarea discontinuitatilor, deschiderea si rugozitatea acestora, precum si caracteristicile mecanice ale materialului care eventual umple discontinuitatile.

V.1.3. La evaluarea parametrilor de frecare la interfata lucrare de sprijin/masiv de pamant, respectiv a frecarii si adeziunii mobilizate se va tine seama de: - parametrii de rezistenta ai terenului, - proprietatile de frecare la interfata lucrare - teren, - directia si amplitudinea deplasarii lucrarii de sprijin fata de masivul de pamant, - capacitatea lucrarii de sustinere de a prelua fortele verticale ce rezulta din frecarea si adeziunea la contactul dintre aceasta si teren. Se presupune ca frecarea maxima pe peretele de sprijin nu poate apare simultan cu rezistenta maxima la forfecare de-a lungul suprafetei de rupere.

V.1.4. Valoarea presiunii pamantului pentru calculul la starea limita ultima este in general diferita de valoarea acesteia la starea limita de exploatare, ea neavand o singura valoare caracteristica.

V.1.5. La evaluarea presiunii pamantului se va tine seama de eventualul potential de umflare a pamantului, precum si de efectul compactarii umpluturii din spatele lucrarii de sprijin (a se vedea Anexa A, paragraful A.6.7).

V.2. Presiunea pamantului in stare de repaus

V.2.1. Atunci cand lucrarea de sprijin este foarte rigida, nu se deplaseaza si nu se roteste, presiunea pamantului este calculata pe baza eforturilor in stare de repaus. Pentru un pamant normal consolidat se considera a fi indeplinite conditiile de repaus atunci cand deplasarea lucrarii de sustinere este mai mica de 5 x 10^-4 x h, unde h este inaltimea structurii de sprijin.

V.2.2. Presiunea in stare de repaus, sigma_0', se calculeaza ca fiind: sigma'_0 = K_0 * gamma * z, unde: K_0 - coeficientul presiunii in stare de repaus, gamma - greutatea volumica a pamantului sustinut, z - adancimea punctului de calcul.

V.2.3. Pentru o suprafata orizontala a terenului din spatele lucrarii de sprijin, coeficientul presiunii in stare de repaus, K_0, se calculeaza cu: K_0 = (1 - sin phi') x sqrt(RSC), unde: phi' - unghiul de frecare interna in termeni de eforturi efective pentru pamantul sustinut RSC - raportul de supraconsolidare pentru pamantul sustinut. Aceasta formula nu este indicat a fi utilizata pentru un raport de consolidare, RSC, mai mare de 3.

V.2.4. Pentru o suprafata inclinata a terenului cu un unghi beta fata de orizontala, deasupra acesteia, daca beta sigma'_h,0 = K_0beta * gamma * z, unde: sigma'_h,0 - componenta orizontala a presiunii efective a pamantului K_0beta = K_0 * (1 + sin beta).

V.3. Valori limita ale presiunii pamantului

V.3.1. Valorile limita ale presiunii pamantului trebuie determinate in functie de deplasarea relativa a pamantului si a lucrarii de sustinere, precum si de forma suprafetei de cedare. In SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate, sunt date valori ale deplasarilor relative care duc la valorile limita ale presiunilor pamantului.

V.3.2. La evaluarea valorilor limita ale presiunilor pamantului se vor avea in vedere recomandarile si prescriptiile SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate.

V.3.3. In cazul unui perete vertical, valorile limita ale presiunii unui pamant coeziv sub actiunea unei suprasarcini, q, se calculeaza astfel: - stare limita activa, corespunzatoare trecerii masivului in stare activa datorita deplasarii peretelui de sustinere prin indepartare de masiv: sigma_a(z) = K_a * (gamma * z + q) - 2c * sqrt(K_a) - presiunea activa a pamantului normala pe perete, unde: z - adancimea punctului de calcul, K_a - coeficientul presiunii active orizontale, c - coeziunea pamantului sustinut. - stare limita pasiva, corespunzatoare trecerii masivului in stare pasiva datorita deplasarii peretelui de sustinere inspre masiv: sigma_p(z) = K_p * (gamma * z + q) + 2c * sqrt(K_p) - presiunea pasiva a pamantului normala pe perete, unde: K_p - coeficientul presiunii pasive orizontale.

V.4. Valori intermediare ale presiunii pamantului

V.4.1. Atunci cand deplasarile masivului sunt insuficiente pentru a mobiliza valorile limita, presiunea pamantului este cuprinsa intre presiunea in stare de repaus si valorile limita activa si, respectiv, pasiva.

V.4.2. Determinarea valorii intermediare a presiunii pamantului trebuie sa se faca pe baza marimii si directiei deplasarii lucrarii de sprijin fata de teren.

V.4.3. In Anexa C din SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate, sunt date unele recomandari privitoare la modul de determinare a valorilor intermediare ale presiunii pamantului.

V.5. Evaluarea presiunii pamantului in conditii seismice

V.5.1. In conditii seismice, la evaluarea presiunii pamantului se va tine seama de aparitia unei presiuni suplimentare datorata solicitarii seismice, fata de presiunea pamantului in conditii statice. In afara acestei presiuni suplimentare, elementul de sustinere va fi supus fortelor inertiale, in conformitate cu prevederile P100-1:2006 si SR EN 1998-5:2004 si dupa caz, cu anexa nationala asociata.

V.5.2. Calculul presiunii suplimentare a pamantului in conditii seismice se poate efectua cu metoda "pseudo-statica". In aplicarea acestei metode se vor avea in vedere prevederile SR EN 1998-5:2004, paragraful 7.3.2, si dupa caz, cu anexa nationala asociata.

V.5.3. Pentru aplicarea metodei pseudo-statice se utilizeaza coeficientii seismici pe directie orizontala, k_h, si verticala, k_v, care se calculeaza cu relatiile (in conformitate cu P100-1:2006 si SR EN 1998-5:2004 si dupa caz, cu anexa nationala asociata): k_h = 0.5 * gamma_I * (a_g / g); k_v = 0.7 * k_h, unde: a_g - acceleratia terenului pentru proiectare, stabilita conform P100-1:2006 pentru un interval mediu de recurenta de 100 ani; g - acceleratia gravitationala. gamma_I - coeficient de importanta, definit conform SR EN 1991-1-6:2005 (4.13) si SR EN 1998-1:2004 (2.1 (4)), si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate.

V.5.4. Coeficientul de importanta, gamma_I, tine cont de clasa de importanta a structurilor definitive si de gradul de expunere la cutremur. Coeficientul de importanta este definit in Anexa Nationala SR EN 1998-1:2004/NA:2008 - 4.2.5(5) in functie de clasa de importanta, precum si in P100-1:2006.

V.5.5. Pentru a tine cont de expunerea la cutremur a diferitelor tipuri de structuri, in special pentru a considera durata de expunere mai mica decat durata de viata proiectata pentru structurile temporare, in SR EN 1991-1-6:2005/NB:2008, si dupa caz, cu eratele, amendamentul asociate, referitor la actiunile pe durata executiei este prevazut ca gamma_I sa fie definit pentru fiecare proiect in parte.

V.5.6. Coeficientul de importanta, gamma_I, trebuie sa asigure acelasi nivel de asigurare al structurii de sustinere temporare fata de evenimentul seismic ca si structura definitiva.

V.5.7. La stabilirea coeficientului de importanta, gamma_I, pentru o lucrare de sustinere cu durata de expunere mai mica decat cea de referinta stabilita prin P 100-1:2006, respectiv SR EN 1998-1:2004, si dupa caz, cu anexa nationala asociata, de 50 de ani se vor avea in vedere urmatoarele: - durata de viata proiectata; - vecinatatile construite care ar putea fi afectate de atingerea unei stari limita in lucrarea de sustinere, categoria de importanta a acestora, precum si riscul asociat; - categoria geotehnica a lucrarii de sustinere; - riscul geotehnic asociat lucrarii de sustinere; - durata de expunere a structurii de sustinere, definita ca durata maxima de timp in care aceasta isi indeplineste functia pentru care a fost proiectata, estimata cu prudenta si luand in calcul orice posibile intarzieri care ar face ca aceasta durata sa creasca.

V.5.8. Coeficientul seismic in directie verticala, k_v, poate fi considerat in calculul presiunilor pamantului cu semnul plus sau minus (miscare seismica orientata in sus sau in jos), dupa cum este defavorabil pentru verificarea unei anumite stari limita. In cazul structurilor de sprijin poate fi luat, acoperitor, egal cu zero sau cu semn negativ. In cazul in care nu se cunoaste valoarea sa, se poate lua egal cu 0.7*k_h, in conformitate cu cele precizate mai sus si cu prevederile P 100-1:2006.

V.5.9. Modul de calcul al presiunii pamantului in conditii seismice asupra unei lucrari de sustinere este precizat in Anexa E (normativa) a SR EN 1998-5:2004 si dupa caz, cu anexa nationala asociata. In Anexa A a prezentului normativ, paragraful A.3.4 este prezentata metoda Mononobe-Okabe pentru calculul presiunii pamantului in conditii seismice. Pentru alte probleme practice de calcul care nu sunt tratate in Anexa A se vor aplica prevederile Anexei E ale SR EN 1998-5:2004 si dupa caz, cu anexa nationala asociata.

V.6. Evaluarea presiunii pamantului in cazul zidurilor de sprijin

In cazul zidurilor de sprijin la evaluarea presiunii pamantului se va tine seama si de urmatoarele aspecte: - forma geometrica a paramentului amonte al zidului (linie franta de exemplu) - lungimea consolei amonte a talpii zidurilor cornier, - existenta elementelor de imbunatatire a stabilitatii, cum ar fi console de descarcare sau calcaie, - posibilitatea de aparitie a efectului de siloz in cazul umpluturilorcu latime mica in spatele zidurilor de sprijin, - inclinarea suprafetei de contact zid - teren.

In Anexa A, paragraful A.6 sunt prezentate unele recomandari de calcul in aceste cazuri specifice.

V.7. Evaluarea presiunii pamantului pe lucrarile de sustinere a excavatiilor

In cazul peretilor de sustinere a excavatiilor, la evaluarea presiunii pamantului se va tine seama si de urmatoarele aspecte: - posibilitatile de deplasare / deformare ale peretelui pe masura realizarii excavatiilor, ceea ce depinde de urmatoarele aspecte: - rigiditatea peretelui de sustinere, - existenta sprijinirilor suplimentare a peretelui si tipul acestora (spraituri, ancoraje etc.), - numarul sprijinirilor suplimentare si rigiditatea acestora, - existenta unor constructii (fundatii) invecinate, - prezenta apei subterane si necesarul unor eventuale lucrari de epuismente.

In Anexa A, paragraful A.7 sunt prezentate unele recomandari de calcul in aceste cazuri specifice.

VI. ZIDURI DE SPRIJIN

VI.1. Predimensionarea zidurilor de sprijin

Pentru tipurile clasice de ziduri de sprijin, respectiv de greutate si cornier, in Figura VI.1 sunt date dimensiuni orientative pentru faza de predimensionare.

[Figura VI.1: Predimensionarea zidurilor de sprijin - zid de greutate: B = H/3...H/2, talpa H/8...H/6; zid cornier: B = H/3...H/2, grosimi H/12, H/24]

VI.2. Calculul la starea limita ultima

VI.2.1. Zidul de sprijin predimensionat trebuie verificat la starea limita ultima pentru situatii de proiectare corespunzatoare acestei stari, in conformitate cu cele specificate la paragraful IV.2.

VI.2.2. Starile limita ultime in cazul zidurilor de sprijin sunt (conform SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate): - cedarea terenului de fundare: cedarea prin lunecarea pe talpa, prin rasturnare sau prin depasirea capacitatii portante a terenului de fundare. - pierderea stabilitatii generale. - cedarea structurala.

VI.2.3. Verificarea la cedarea prin lunecare pe talpa presupune verificarea urmatoarei relatii, conform 6.5.3 din SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate: H_d H_d - Valoarea de calcul a lui H H - incarcarea orizontala sau componenta orizontala a unei actiuni totale aplicate paralel cu baza zidului, in acest caz presiunea pamantului, R_d - valoarea de calcul a rezistentei fata de o actiune, in cazul acesta forta de frecare pe baza fundatiei zidului, calculata in conformitate cu paragraful 2.4 al SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate. R_p,d - valoarea de calcul a fortei datorate presiunii pasive.

Rezistenta de calcul la alunecare, R_d, in conditii drenate se calculeaza aplicand coeficienti partiali fie asupra proprietatilor pamantului, fie asupra rezistentelor terenului, dupa cum urmeaza: R_d = V'_d * tan delta_d sau R_d = (V'_d * tan delta_k) / gamma_R;h

Unghiul de frecare de calcul, delta_d, poate fi admis egal cu valoarea de calcul a unghiului efectiv de frecare interna la starea critica, phi'_cv;d la fundatiile de beton turnate pe loc si egal cu 2/3 * phi'_cv;d la fundatii prefabricate netede. Este indicat sa se neglijeze coeziunea efectiva, c'.

Rezistenta de calcul la lunecare in conditii nedrenate, R_d, trebuie calculata fie aplicand coeficienti partiali asupra proprietatilor pamantului, fie aplicandu-i asupra rezistentelor pamantului, dupa cum urmeaza: R_d = A_c * c_u;d sau R_d = (A_c * c_u;k) / gamma_R;h

Daca este posibil ca apa sau aerul sa patrunda la interfata dintre fundatia zidului si un teren argilos nedrenat trebuie verificata si relatia: R_d

VI.2.4. Verificarea la rasturnare a zidului de sprijin presupune verificarea urmatoarei relatii (stare limita EQU): E_dst;d E_dst;d - valoarea de calcul a efectului actiunilor destabilizatoare, respectiv a momentului fortelor destabilizatoare E_stb;d - valoarea de calcul a efectului actiunilor stabilizatoare, respectiv a momentului fortelor stabilizatoare

VI.2.5. Verificarea capacitatii portante a terenului de fundare presupune satisfacerea urmatoarei relatii: V_d V_d - valoarea de calcul a lui V R_d - valoarea de calcul a rezistentei fata de o actiune, calculata conform paragrafului 2.4 din SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate.

VI.2.6. Verificarea stabilitatii generale a zidului de sprijin se face in conformitate cu prevederile capitolul 11 al SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate. Pe baza acestor principii se va demonstra ca nu se produce o pierdere de stabilitate generala si ca deformatiile corespunzatoare sunt suficient de mici.

VI.3. Proiectarea structurala a zidurilor de sprijin

VI.3.1. Lucrarile de sustinere, inclusiv elementele lor structurale de sprijin trebuie verificate fata de cedarea structurala in conformitate cu articolul 2.4 din SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexele nationale asociate, ca si cu standardele Eurocoduri referitoare la materialele din care sunt alcatuite respectivele lucrari si elemente structurale.

VI.3.2. Ca un minim este indicat sa se ia in considerare modurile limita de cedare structurala figurate in Figura VI.4.

VI.3.3. In cazul zidurilor de sprijin alcatuite din elemente structurale precum gabioane sau casoaie, se va verifica posibilitatea de cedare interna prin verificarea la lunecare la fiecare nivel (intre doua gabioane sau doua casoaie). Pentru evaluarea rezistentei la lunecare la nivelul diferitelor interfete ale unui zid din gabioane, se va considera unghiul de frecare interna a umpluturii de piatra din gabioane, fara a se conta in nici un fel pe sarma (sau polimeri) din care este realizata cutia.

VI.3.4. Pentru fiecare stare limita ultima trebuie demonstrat ca pot fi mobilizate rezistentele necesare, deoarece deformatiile din teren si cele din structura sunt compatibile.

VI.4. Calculul la starea limita de exploatare

VI.4.1. Verificarea la starea limita de exploatare a lucrarilor de sustinere se face in conformitate cu prevederile paragrafelor 2.4.8. si 9.8. din SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate.

VI.4.2. Verificarea la starea limita a exploatarii normale trebuie realizata pentru situatiile de proiectare definite la paragraful IV.3.

VI.4.3. Coeficientii partiali aferenti starii limita de exploatare sunt egali cu 1.0.

VI.4.4. Valorile de calcul ale presiunilor pamantului pentru verificarea la starea limita a exploatarii normale trebuie stabilite luandu-se in considerare deplasarile admisibile ale structurii in aceasta stare limita. Aceste valori nu sunt neaparat valori limita (activa sau pasiva).

VI.4.5. Verificarea la starea limita de exploatare presupune satisfacerea urmatoarei conditii: E_d

VI.4.6. Valorile caracteristice ale parametrilor pamantului trebuie modificate adecvat in functie de modificarile asteptate pe durata de viata a structurii.

VI.4.7. Pentru valorile limita ale deplasarilor se va tine cont de prevederile articolului 2.4.9 al SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate.

VII. PERETI DE SUSTINERE A EXCAVATIILOR

Peretii de sustinere a excavatiilor pot fi realizati in functie de importanta lucrarii si de durata acesteia in una din urmatoarele variante: sprijiniri simple sau mixte, sprijiniri cu palplanse, pereti ingropati, pereti executati prin jet-grouting.

La realizarea unei lucrari de sustinere se pot combina diferite solutii de pereti.

VII.1. Prevederi comune

VII.1.1. Metoda de construire a peretelui de sustinere trebuie luata in considerare cu atentie in etapa de proiectare. Diferite metode de construire pot implica diferite metode de calcul. O excavatie presupune intotdeauna deplasari ale terenului. Alegerea tipului de perete de sustinere si a metodei de construire trebuie sa asigure ca deplasarile si efectele acestora raman in limite prestabilite (a se vedea paragraful VII.4).

VII.1.2. Proiectarea unei sustineri cu pereti implica parcurgerea a doua etape:

1. exprimarea conditiilor de echilibru, prin care sa se determine dimensiunile si geometria peretelui de sustinere necesare pentru a asigura stabilitatea acestuia sub actiunea presiunilor pamantului si a altor eventuale incarcari asupra peretelui;

2. dimensionarea structurala, prin care sa se determine caracteristicile sectionale de rezistenta necesare pentru ca peretele sa poata prelua in conditii de siguranta eforturile la care este supus (provenite din momente incovoietoare, forte taietoare, forte axiale).

VII.1.3. In Tabelul VII-1 este prezentata o lista a principalelor cerinte care trebuie avute in vedere la proiectarea unui perete de sustinere a unei excavatii.

Tabelul VII-1. Cerinte de proiectare a peretilor de sustinere: Cerinte specifice amplasamentului: - localizarea peretelui: existenta unor cladiri in apropiere, drumuri, cai ferate, tuneluri, retele edilitare etc.; limite impuse pentru tasarea terenului si deplasarea peretelui tinand seama de vecinatati; posibilitati de acces al materialelor pe amplasament. - geometria amplasamentului: forma si dimensiuni; topografia amplasamentului; spatiul necesar pentru utilaje; limite ale inaltimii spatiului de lucru. - geologia si hidrogeologia amplasamentului: stratificatia terenului; caracteristicile fizice si mecanice ale pamanturilor; agresivitatea apei subterane; necesitatea drenarii apei; necesitatea controlului temporar sau permanent al nivelului apei subterane; variatii ale nivelului apei subterane. - seismicitatea amplasamentului.

Cerinte specifice peretelui de sustinere: - durata de utilizare a peretelui: cerinte de durabilitate; - rolul peretelui in constructia finala; - cerinte de etansare a peretelui; - tehnologia de executie; - sprijiniri orizontale sau verticale ale peretelui: temporare sau permanente. - se va introduce in calcul rigiditatea elementelor din beton armat dupa fisurare (caracteristica stadiului II);

VII.2. Actiuni asupra peretilor de sustinere a excavatiilor

Actiunile de baza in cazul lucrarilor de sustinere sunt cele prezentate in paragraful IV.3, respectiv cele din SR EN 1997-1:2004, paragraful 9.3, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexa nationala asociate.

In plus, se vor avea in vedere urmatoarele:

VII.2.1. Incarcari laterale

(1) Peretele trebuie proiectat astfel incat sa fie permisa aplicarea de incarcari in spatele lui: - incarcari provenite din constructii invecinate (cladiri, drumuri etc.); - incarcari datorate activitatilor de construire; - incarcari datorate variatiilor nivelului suprafetei terenului.

(2) Incarcarile laterale pot fi reprezentate de: - presiuni ale terenului, cu luarea in considerare a incarcarilor verticale aplicate in vecinatatea peretelui, presiuni ale apei subterane; si/sau - forte aplicate direct pe perete: forte de impact, forte de inertie in caz de seism (suprasarcini).

(3) Pentru determinarea presiunii pamantului a se vedea Capitolul V, paragraful V.7, precum si Anexa A a prezentului normativ.

(4) Pentru suprafete orizontale ale terenului si inaltimi ale excavatiei mai mari de 3 m, este recomandata considerarea unei supraincarcari minime de 10 kPa aplicata la suprafata terenului sustinut de peretele ingropat. Pentru inaltimi de excavare mai mici de 3 m aceasta supraincarcatura poate fi redusa daca este sigur ca o suprasarcina mai mare nu va apare niciodata pe durata de viata a structurii de sustinere.

(5) Procesul de executie a peretelui ingropat in teren determina perturbari in starea initiala de eforturi: - la peretii realizati in foraje sau transee a caror stabilitate este asigurata cu noroi bentonitic are loc o reducere a presiunii orizontale in teren in timp ce la peretii la care procedeul de executie determina o indesare a terenului are loc o crestere a acesteia; - in timpul procesului de executie a peretelui ingropat, terenul din jurul acestuia poate fi supus la diferite variatii de eforturi care presupun cresteri sau micsorari ale presiunilor laterale.

In cazul unei analize de interactiune teren - structura este important sa se ia in considerare efectul constructiei peretelui ingropat asupra starii initiale de eforturi din teren.

(6) Stabilirea presiunii apei se va face in functie de stratificatia terenului, de permeabilitate si tinand seama de distributia presiunii apei din pori rezultata din masuratori in teren. In plus, proiectantul trebuie sa ia in considerare urmatoarele: - existenta unor surse de apa in apropierea peretelui si posibilitatea activarii acestor surse pe durata de viata a acestuia; - efectul constructiei peretelui ingropat asupra conditiilor hidrogeologice locale; - efectul coborarii nivelului apei subterane (prin epuismente) in timpul executiei si pe durata de viata a peretelui; - modificari ale presiunii apei din pori datorate plantarii sau indepartarii vegetatiei; - modificari ale presiunii apei datorate variatiilor climatice.

VII.2.2. Incarcari verticale

(1) Incarcarile verticale depind de specificul proiectului si de etapele de executie a lucrarii de sustinere. De exemplu, in metoda de sus in jos (top-down), incarcarile verticale pe perete vor fi maxime pentru nivelul maxim al excavatiei. Pentru un perete incastrat in argile tari, peretele trebuie sa preia fortele ascensionale datorate umflarii terenului, pentru a asigura stabilitatea generala pe verticala. Se vor analiza efectele incarcarilor verticale asupra peretelui in vederea alegerii parametrilor potriviti pentru frecarea sau adeziunea terenului pe perete.

(2) Incarcari accidentale in timpul executiei - excavatii neplanificate Excavatiile planificate sunt cele prevazute a fi realizate prin proiect (eventuale transee de serviciu sau drenaj in fata peretelui, lucrari de dragare in fata unor structuri portuare etc.). Excavatiile neplanificate apar ca urmare a unor evenimente nefuravazute. La stabilirea adancimii excavatiilor neplanificate se va lua in considerare abaterea probabila a nivelului excavatiei. Proiectantul trebuie sa asigure ca verificarea la stari limita ultime (SLU) este indeplinita si in conditiile unor excavatii neplanificate realizate in fata peretelui. Pentru aceasta, se va considera pentru verificarile la SLU un nivel al terenului coborat cu o valoare Delta_a, masurata fata de nivelul planificat al excavatiei, aleasa astfel: - pentru un perete incastrat liber la partea superioara (perete in consola), Delta_a se ia egal cu 10% din inaltimea peretelui deasupra nivelului de excavare, dar nu mai mult de 0.5 m; - pentru un perete ingropat sprijinit se ia egal cu 10% din distanta dintre cel mai coborat element de sprijin si nivelul de excavare, dar nu mai mult de 0.5 m.

Daca nivelul suprafetei terenului este nesigur, se pot considera valori mai mari ale lui Delta_a.

VII.3. Calculul la starea limita ultima a peretilor de sustinere a excavatiilor

VII.3.1. Generalitati

Peretele de sustinere trebuie verificat la starea limita ultima pentru situatii de proiectare corespunzatoare acestei stari, in conformitate cu cele specificate la IV.2. Starile limita ultime sunt prezentate in paragrafele VII.3.2 - VII.3.4.

Cauzele cele mai probabile pentru atingerea unei stari limita ultime in realizarea unui perete de sustinere sunt: - o recunoastere insuficient de aprofundata a conditiilor geologice si hidrogeologice; - o proiectare sumara a peretelui sau/si o mana de lucru necalificata in executie (in special la realizarea reazemelor peretelui); - etape de construire care duc la dezvoltarea unor presiuni ale pamantului asupra peretelui diferite de cele avute in vedere la proiectare; - control inadecvat al operatiilor de executie (excavari mai adanci decat cele proiectate, supraincarcari neprevazute prin depozitarea unor materiale sau echipamente etc.)

Calculele la SLU trebuie realizate pe baza metodelor de echilibru limita sau a analizei de interactiune teren - structura (prezentate in Anexa B - paragraful B.2). Principalul scop este determinarea adancimii de incastrare si a capacitatii portante a peretelui, pentru asigurarea stabilitatii.

Starile limita pot apare atat in teren, cat si in structura sau prin cedare combinata in structura si teren. Orice interactiune dintre structura si teren trebuie luata in considerare la determinarea actiunilor de proiectare.

VII.3.2. Cedarea in teren a peretilor de sustinere

In Figura VII.1 sunt ilustrate tipuri de cedari la SLU pentru un perete de sustinere: pierderea stabilitatii generale (a1), cedare rotationala (a2), cedare verticala (a3).

La verificarea stabilitatii generale trebuie respectate principiile din SR EN 1997-1:2004 "Eurocod 7: Proiectarea geotehnica. Partea 1: Reguli generale" - sectiunea 11: Stabilitatea generala, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociata.

La verificarea cedarii de tip rotational (stare limita tip GEO) a peretilor de sustinere trebuie demonstrat prin calcule ca peretii incastrati au o fisa suficienta pentru a fi pusi la adapost de o astfel de suprafata de cedare.

La verificarea cedarii pe verticala a peretilor de sustinere (stare limita tip GEO) trebuie demonstrat ca se poate obtine echilibrul pe verticala folosind valorile de calcul ale rezistentelor sau proprietatilor de rezistenta ale pamantului si fortele verticale de calcul care se exercita asupra peretelui.

VII.3.3. Cedarea structurala a peretilor de sustinere

In Figura VII.3 sunt ilustrate tipuri de cedari structurale ale peretilor de sustinere a excavatiilor.

Elementele structurale ale unei lucrari de sustinere (perete, sisteme de rezemare de tip spraituri sau ancoraje) trebuie verificate la cedarea de tip structural (STR).

In verificarile la cedarea structurala a peretilor de sustinere din palplanse se vor respecta prevederile standardelor europene armonizate pentru fiecare tip de material.

Pentru fiecare stare limita ultima, trebuie demonstrat ca rezistentele necesare pot fi mobilizate, cu deformatii compatibile in teren si in lucrarea de sustinere.

In elementele structurale este indicat sa se ia in considerare reducerea rezistentei in functie de deformatii, ca urmare a unor efecte precum fisurarea sectiunilor nearmate, rotirile mari la articulatiile plastice sau flambajul local al sectiunilor metalice, in conformitate cu standardele SR EN aferente materialelor respective.

VII.3.4. Ruperea hidraulica a terenului

In cazul in care peretele de sustinere este etans si este supus la presiuni diferentiale ale apei trebuie verificata securitatea fata de ruperea prin ridicare hidraulica si prin eroziune interna sau regresiva. In acest caz se aplica prevederile capitolului 10 al SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate.

(1) Ruperea prin ridicare hidraulica se produce atunci cand fortele curentului, dirijate in sus, se opun greutatii pamantul, reducand la zero efortul efectiv vertical. Ca urmare, particulele de pamant sunt ridicate de curentul de apa, iar ruperea se face prin antrenare hidraulica. Acest mecanism de rupere este numit in SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociate, rupere hidraulica datorita anularii eforturilor efective verticale.

Stabilitatea fata de acest mod de cedare, de tip HYD, se verifica cu una din relatiile urmatoare, in conformitate cu paragraful 2.4.7.5 al SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexa nationala asociata: u_dst;d sau S_dst;d

unde: u_dst;d este valoarea de calcul a presiunii totale destabilizatoare a apei din pori la baza coloanei de pamant sigma_stb;d este tensiunea totala verticala stabilizatoare la baza coloanei de pamant S_dst;d este valoarea de calcul a fortei curentului in coloana de pamant G'_stb;d este valoarea de calcul a actiunilor verticale permanente stabilizatoare (greutatea in stare submersata a coloanei de pamant).

(3) Ruperea hidraulica prin eroziune interna se produce prin transportul particulelor de pamant in interiorul unui strat, la interfata a doua strate sau la interfata dintre teren si o structura. Acest tip de eroziune poate evolua in eroziune regresiva. Pentru controlul eroziunii interne sau eroziunii regresive se pun conditii asupra gradientului hidraulic.

VII.4. Calculul la starea limita de exploatare

VII.4.1. Verificarile la starea limita de exploatare trebuie realizate in cazul in care: - deformatiile peretelui si deplasarile asociate ale terenului sunt importante; - peretele trebuie sa satisfaca criterii care impun verificari la starea limita de exploatare (de exemplu verificarea la fisurare a peretilor din beton armat).

VII.4.2. Pentru verificarea la starea limita de exploatare in teren sau in sectiunile structurale se aplica urmatoarea formula: E_d

VII.4.3. Valorile coeficientilor partiali pentru verificarea la starea limita de exploatare sunt luate egale cu 1.0.

VII.4.4. Pentru calculul peretilor de sustinere la starea limita de exploatare se aplica prevederile capitolului 9.8. al SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexa nationala asociata.

VII.4.5. Pentru presiunea apei se iau in considerare cele mai nefavorabile valori care pot apare in circumstante normale pentru fiecare etapa de executie, cat si pe perioada de viata a constructiei. Evenimentele extreme (de exemplu avaria unei conducte principale de apa in apropierea peretelui) pot fi de asemenea incluse, daca proiectantul considera ca pot apare in circumstante normale.

VII.4.6. Calculele trebuie realizate pentru gruparile de incarcari corespunzatoare fazei de executie si de exploatare. Trebuie adoptata gruparea de incarcari pe care proiectantul o considera posibila in circumstante normale. Evenimentele extreme sau accidentale trebuie excluse.

VII.4.7. Valorile limita ale deplasarilor admisibile pentru pereti si pentru terenul adiacent acestora se stabilesc conform 2.4.8 din SR EN 1997-1:2004, si dupa caz, cu eratele, amendamentul si anexele nationale asociate, luandu-se in considerare toleranta fata de deplasari a structurilor si retelelor pe care le suporta lucrarea de sustinere.

VII.4.8. Este indicat a se realiza un calcul de deformatii atunci cand: - peretele sustine mai mult de 6 m de pamant coeziv cu plasticitate redusa, - peretele sustine mai mult de 3 m de pamant coeziv cu plasticitate ridicata, - peretele este suportat de o argila moale pe inaltimea sa sau sub baza sa.

VII.5. Prevederi specifice pentru sprijinirile simple si de tip mixt

VII.5.1. Sprijinirile simple

Pentru excavatii cu adancimi reduse de pana la maximum 3 m adancime fara vecinatati construite la calcan, sprijinirile simple din lemn pot fi dimensionate constructiv, astfel (metoda prescriptiva): - dulapii cu grosimea minima de 4 cm; - filatele cu sectiunea minima de 5x14 cm, amplasate la distante de 1...2 m; - spraiturile cu diametrul minim de 14 cm, amplasate la distante de 1...2 m.

Pentru adancimi mai mari de excavare sau atunci cand pe terenul din spatele peretelui exista suprasarcini, dimensionarea se face prin calcul obisnuriu. Pentru evaluarea presiunilor pamantului asupra peretelui se vor respecta prevederile capitolului V.7 si indicatiile anexei A.

Dulapii si filatele vor fi considerate din punct de vedere static ca grinzi simplu rezemate supuse la incovoiere, in timp ce spraiturile vor fi verificate la compresiune cu flambaj. De asemenea, este necesara verificarea la strivire a filatei la contactul cu spraiturile.

VII.5.2. Sprijinirile de tip mixt

In proiectarea sprijinirilor de tip mixt se va tine seama de prevederile standardelor referitoare la elementele care alcatuiesc sprijinirea: lemn, profile metalice si, eventual, piloti forati. Daca incastrarea profilelelor metalice este realizata in piloti forati din beton se vor respecta prevederile SR EN 1536:2004 Executia lucrarilor geotehnice speciale. Piloti forati. Pentru evaluarea presiunilor pamantului asupra peretelui se va tine seama de sistemul de rezemare al sprijinirii (spraituri sau ancore pe unul sau mai multi niveluri) si se vor respecta prevederile capitolului V.7 si indicatiile anexei A din SR EN 1536:2004.

VII.6. Prevederi specifice pentru peretii din palplanse

VII.6.1. Standarde aplicabile

In proiectarea peretilor de sustinere din palplanse se vor respecta prevederile standardelor: - SR EN 12063:2003 Executia lucrarilor geotehnice speciale. Pereti din palplanse. - SR EN 10248-1:1996 Palplanse laminate la cald din oteluri nealiate. Partea 1: Conditii tehnice de livrare. - SR EN 10248-2:1996 Palplanse laminate la cald din oteluri nealiate. Partea 2: Tolerante de forma si la dimensiuni. - SR EN 10249-1:1996 Palplanse formate la rece din oteluri nealiate. Partea 1: Conditii tehnice de livrare. - SR EN 10249-2:1996 Palplanse formate la rece din oteluri nealiate. Partea 2: Tolerante de forma si la dimensiuni.

VII.6.2. Elemente constructive

VII.6.2.1. Materiale si produse Materialele din care sunt confectionate palplansele trebuie sa respecte prevederile sectiunii 6 a SR EN 12063:2003.

Protectia palplanselor metalice contra coroziunii, respectiv metodele de conservare a palplanselor din lemn trebuie sa respecte prevederile din paragraful 6.4 al SR EN 12063:2003.

Materialele de etansare utilizate in zona imbinarilor dintre palplanse trebuie sa respecte prevederile paragrafului 6.5 al SR EN 12063:2003.

Alegerea tipului de palplanse, a profilelor si a calitatii lor, ca si a dimensiunilor elementelor principale ale elementelor unui profil mixt trebuie sa respecte cel putin specificatiile generale de proiectare.

Pentru palplansele metalice se va considera clasa profilului in conformitate cu SR EN 1993-1-10:2006 si, dupa caz, cu erata si anexa nationala asociate. Alegerea facuta trebuie sa garanteze capacitatea necesara de introducere in teren.

La alegerea tipului de palplanse se vor avea in vedere prevederile paragrafului 7.2 al SR EN 12063:2003.

Alegerea celorlalte elemente structurale (tiranti, spraituri etc.) se va face respectand prevederile paragrafului 7.3 al SR EN 12063:2003.

VII.6.2.2. Capacitatea de introducere in teren a palplanselor

La analiza capacitatii unui anumit tip de palplansa de a fi introdus intr-un anumit teren trebuie sa se tina seama de toate restrictiile definite in proiectare in ceea ce priveste metodele de introducere in teren.

VII.6.2.3. Elemente constructive ce trebuie luate in considerare la proiectare

La proiectarea peretilor de palplanse se va tine cont de urmatoarele elemente (acolo unde este aplicabil): - metoda de blocare a imbinarilor; - metoda de fixare a racordurilor pe elementele principale ale unui profil mixt; se va tine cont de prevederile din Tabelul 15 al SR EN 10248-2:1996; - calitatea sudurilor; - procedeul de decupare a elementelor din otel; - metoda de facilitare a introducerii in teren, ca si adancimea pana la care aceasta poate fi utilizata; - forma sabotului de protectie a varfului palplansei, - metoda prevazuta pentru evitarea patrunderii argilei in spatiul dintre baza palplansei si roca de baza, in cazul in care roca de baza este un strat de argila moale; - calitatea umpluturii sau metoda de punere in opera a acesteia; - pretensionarea spraiturilor sau ancorajelor pentru limitarea deformatiilor terenului din spatele peretelui; - constrangerile de durata de timp pentru fazele critice de executie; - metodele de epuisment si nivelul final al apei subterane; - tipul de protectie a elementelor metalice sau de conservare a elementelor din lemn; - compatibilitatea dintre materialele utilizate pentru etansarea imbinarilor si stratul de acoperire al palplanselor; - prevederile specifice legate de permeabilitatea peretelui de palplanse; - influenta extragerii palplanselor asupra cladirilor si retelelor utilitare invecinate, asupra tasarilor suprafetei terenului si asupra comunicarii hidraulice posibile intre acvifere; - masurile necesare de monitorizare a tasarilor, deplasarilor si vibratiilor.

Peretii din palplanse fiind pereti flexibili, se va acorda o atentie deosebita in cazul in care in spatele peretilor se afla constructii existente care ar putea fi afectate de deformatiile peretelui. In acest caz este recomandata rigidizarea peretelui printr-un sistem de sprijinire prin spraituri sau ancoraje.

In cazul utilizarii palplanselor introduse prin batere sau vibrare se va tine seama de efectele negative pe care aceste metode le-ar putea avea asupra constructiilor invecinate.

VII.7. Prevederi specifice pentru peretii ingropati

VII.7.1. Standarde aplicabile

In proiectarea peretilor ingropati se vor respecta prevederile standardelor: - SR EN 1538:2002 "Executia lucrarilor geotehnice speciale. Pereti mulati", - SR EN 1536:2004 "Executia lucrarilor geotehnice speciale. Piloti forati"

referitoare la urmatoarele elemente: - panotarea; - stabilitatea transeei/forajului in timpul excavarii; - caracteristicile fluidului de foraj; - incastrarea in roca de baza; - carcase de armatura (armare verticala si longitudinala); - panouri cu mai multe carcase si rosturi; - goluri si perforari; - acoperire cu beton; - cerintele, caracteristicile materialelor utilizate: beton si otel.

VII.7.2. Dimensiuni uzuale ale peretilor ingropati

In Tabelul VII-2 sunt prezentate dimensiunile uzuale intalnite la utilizarea diferitelor tipuri de pereti ingropati.

Tabelul VII-2. Dimensiuni uzuale in functie de tipul de perete ingropat:

Din piloti cu interdistante: adancime uzuala in consola

Din piloti secanti: beton armat/noroi autointaritor: adancime uzuala in consola

Din piloti secanti: beton armat/beton simplu: adancime uzuala in consola

Din piloti secanti: beton armat/beton armat: adancime uzuala in consola

Din panouri: adancime uzuala in consola

Note:

(1) Se refera la adancimea excavatiei.

(2) Verticalitatea uzuala este asigurata in conditii normale fara a impune masuri speciale.

(3) Verticalitatea optima presupune masuratori suplimentare de control.

VII.7.3. Elemente constructive specifice peretilor mulati din beton armat

Peretii mulati sunt realizati prin turnarea in teren a betonului, dupa ce in prealabil a fost realizata prin forare, sub protectia fluidului de foraj, o transee de dimensiuni stabilite prin proiect.

VII.7.3.1. Materiale

(1) Fluidul de foraj reprezinta, in mod obisnuit, o suspensie de bentonita activata in apa. Pentru caracteristicile pe care trebuie sa le indeplineasca fluidul de foraj se va face referire la SR EN 1538:2002 "Executia lucrarilor geotehnice speciale. Pereti mulati".

(2) Beton: Tipul si marca de ciment se stabilesc functie de clasa betonului si agresivitatea mediului. In stabilirea tipului de agregat, a cimentului, a raportului apa/ciment si a adaosurilor se va face referire la SR EN 1538:2002.

(3) Otel: Armaturile din carcasele de armare ale peretilor mulati se vor realiza conform prevederilor SR EN 1538:2002. Daca nu sunt luate masuri speciale de precautie, se interzice folosirea altor elemente metalice de tipul tevi, placi, conectori etc. din otel galvanizat sau din alte metale care pot produce efecte electrostatice, conducand la ingrosarea turtei de bentonita sau la corodarea electrochimica a armaturilor. Armarea unui panou poate sa contina una sau mai multe carcase pe lungimea panoului.

Carcasa de armatura trebuie sa contina: - armatura verticala, in mod obisnuit dispusa in unul sau doua randuri pe fiecare fata a peretelui; - armatura orizontala: cadre, etrieri sau alte profile; - bare pentru suspendare si ridicare.

VII.7.3.2. Elemente de proiectare

In proiectarea peretilor ingropati se vor respecta prevederile SR EN 1538:2002 "Executia lucrarilor geotehnice speciale. Pereti mulati".

VII.7.3.3. Realizarea rosturilor intre panouri

Realizarea rosturilor intre panouri este diferentiata, in functie de procedeul folosit pentru excavare, de gradul de impermeabilitate impus peretelui si de durata de exploatare a acestuia. In mod normal rosturile sunt realizate fie cu ajutorul unor cofraje de otel sau beton, fie prin decupare in beton sau in materialul intarit al panoului adiacent turnat anterior. De asemenea, in unele cazuri pot fi introduse in rosturi tole de etansare (metalice sau din materiale plastice).

VII.7.3.4. Panotarea

La stabilirea panotarii se va tine seama de tehnologia de executie si de modul de tratare a rosturilor, precum si de specificatiile SR EN 1538:2002. La stabilirea dispunerii panourilor sau panotarea, dimensiunile in plan ale acestora, succesiunea executiei se stabilesc prin proiect, in functie de particularitatile lucrarii, de instalatiile de excavare folosite etc. In cazul excavarii panourilor cu cupa graifar actionata hidraulic sau cu foreza rotativa sau percutanta cu circulatie de noroi, panourile se pot executa unul dupa celalalt sau pe sarite. Se deosebesc din acest punct de vedere, trei tipuri de panouri: primar, secundar si mixt. In cazul excavarii panourilor cu cupa tip lingura dreapta, panourile se pot executa unul dupa celalalt. Panourile se clasifica din acest punct de vedere in panouri primare si panouri de tip mixt.

VII.7.3.5. Stabilitatea transeei

Se va verifica stabilitatea transeei excavate sub protectia noroiului bentonitic. Aceasta depinde de natura terenului, de conditiile hidrogeologice, de adancimea transeei si de caracteristicile noroiului bentonitic. In Anexa B - paragraful B.4 sunt prezentate metode de verificare, cu caracter informativ.

VII.7.4. Elemente constructive specifice peretilor ingropati din elemente prefabricate lansate in noroi autointaritor

Peretii ingropati din elemente prefabricate sunt realizati prin lansarea in transeea umpluta cu noroi de foraj autointaritor a unor elemente prefabricate prevazute cu margini profilate care sa asigure imbinarea intre acestea.

VII.7.4.1. Materiale

(1) Fluid de foraj: In cazul in care saparea transeei se efectueaza sub protectia unei suspensii de bentonita activata in apa sau a unei solutii cu polimeri, se va face referire la SR EN 1538:2002 "Executia lucrarilor geotehnice speciale. Pereti mulati".

(2) Noroiul de foraj autointaritor reprezinta o suspensie de bentonita in care se introduce ciment. Sunt folositi de asemenea aditivi pentru a imbunatati lucrabilitatea in faza de excavare si de lansare a elementelor prefabricate precum si pentru a regla timpul de priza. In proiect se vor specifica proprietatile materialului intarit (de ex. permeabilitate, rezistenta, deformabilitate) precum si metodele de incercare, astfel incat sa fie indeplinite cerintele functionale ale peretelui. Noroiul de foraj autointaritor poate fi folosit si in faza de excavare a transeei, daca prin reteta lui se poate asigura pomparea noroiului in transee si intarzierea prizei pana dupa introducerea elementelor prefabricate si daca nu exista riscul unor intreruperi accidentale. In caz contrar, saparea se face sub protectia noroiului obisnuit care apoi va fi inlocuit cu noroi autointaritor, utilizand aceeasi tehnologie ca in cazul turnarii betonului.

(3) Beton, otel: Se vor respecta prevederile SR EN 1538:2002.

VII.7.4.2. Elemente de proiectare

La proiectarea peretilor din elemente prefabricate se vor respecta toate recomandarile privind calculul de stabilitate si de rezistenta al peretilor ingropati.

(1) Noroiul autointaritor nu trebuie sa dezvolte rezistente ridicate dupa intarire; este suficienta o rezistenta superioara terenului in care este introdus peretele ingropat.

(2) Elementele prefabricate pot fi realizate din beton armat sau beton precomprimat.

(3) Diferentele care apar intre tipurile de elemente prefabricate sunt date, in special, de tipul imbinarilor. In functie de conditiile de rezistenta si/sau etanseitate pe care peretele trebuie sa le indeplineasca, se aleg tipurile de elemente prefabricate.

VII.7.5. Elemente constructive specifice peretilor ingropati din piloti forati

Peretii ingropati din piloti forati sunt pereti care se realizeaza, in functie de conditiile de rezistenta si etansare pe care trebuie sa le indeplineasca, in una din urmatoarele variante: - piloti din beton armat amplasati cu interdistante; - piloti secanti: - piloti din beton armat alternati cu piloti nearmati din material cu rezistenta scazuta (noroi autointaritor); - piloti din beton armat alternati cu piloti din beton simplu; - piloti din beton armat.

VII.7.5.1. Materiale

(1) Beton: Tipul si marca de ciment se stabilesc functie de clasa betonului si agresivitatea mediului. In stabilirea tipului de agregat, a cimentului, a raportului apa/ciment si a adaosurilor se va face referire la SR EN 1536:2004 "Executia lucrarilor geotehnice speciale. Piloti forati".

(2) Otel: Armaturile din carcasele de armare ale pilotilor forati pentru pereti ingropati se vor realiza conform prevederilor SR EN 1536:2004. Armarea pilotilor se face cu carcase de armatura formate din bare longitudinale, etrieri sau frete, inele de rigidizare si distantieri. In cazul utilizarii unor armaturi rigide (de tipul profilelelor laminate) se va utiliza ca referinta SR EN 1994-1-1:2004 Eurocod 4: Proiectarea structurilor compozite de otel si beton. Partea 1-1: Reguli generale si reguli pentru cladiri, si dupa caz, cu erata, amendamentul si anexa nationala asociata.

VII.7.5.2. Elemente de proiectare

(1) In cazul peretilor din piloti din beton armat amplasati cu interdistante se pot utiliza diametrele si distantele prevazute in Tabelul VII-3.

Tabelul VII-3. Pereti din piloti armati amplasati cu interdistante - diametre si distante uzuale: Diametru 300 mm - Distanta 400 mm - Diametru 900 mm - Distanta interax 1000 mm - Diametru 1800 mm - Distanta interax 1900 mm Diametru 450 mm - Distanta 550 mm - Diametru 1050 mm - Distanta interax 1150 mm - Diametru 2100 mm - Distanta interax 2200 mm Diametru 600 mm - Distanta 700 mm - Diametru 1200 mm - Distanta interax 1300 mm - Diametru 2400 mm - Distanta interax 2500 mm Diametru 750 mm - Distanta 850 mm - Diametru 1500 mm - Distanta interax 1600 mm

Tabelul VII-4. Pereti din piloti secanti de tip "piloti din beton armat alternati cu piloti nearmati din material cu rezistenta scazuta (noroi bentonitic autointaritor)" - diametre si distante uzuale: secund 450/primar 450 - Interax 600/secund 900/primar 600 - Interax 1100 secund 600/primar 600 - Interax 800/secund 1200/primar 600 - Interax 1400 secund 750/primar 750 - Interax 1000/secund 1200/primar 750 - Interax 1450 (distanta (lumina) dintre pilotii armati nu trebuie sa depaseasca 40% din diametrul pilotilor din noroi autointaritor)

Tabelul VII-5. Pereti din piloti secanti de tip "piloti din beton armat alternati cu piloti din beton simplu" - diametre si distante uzuale: secund 600/primar 600 - Interax 900 secund 750/primar 750 - Interax 1150

Tabelul VII-6. Pereti din piloti armati secanti - diametre si distante uzuale: Diametru secund 750/primar 750 - Interax 650 Diametru secund 880/primar 880 - Interax 760 Diametru secund 1180/primar 1180 - Interax 1025

(2) Peretii din piloti cu interdistante nu sunt indicati a fi utilizati in cazul unor excavatii sub nivelul apei subterane. Ei formeaza, de regula, structuri cu caracter temporar. Un perete permanent poate fi realizat prin "umplerea" golurilor dintre piloti (elemente din beton armat fixate de piloti, beton torcretat).

(3) Peretii din piloti secanti de tip "piloti din beton armat alternati cu piloti nearmati din material cu rezistenta scazuta (noroi bentonitic autointaritor)" nu sunt indicati ca solutie permanenta de etansare datorita caracteristicilor de contractie si fisurare a materialului din care sunt alcatuiti pilotii nearmati. In cazul in care peretele are un caracter permanent, alegerea materialului din care sunt alcatuiti pilotii nearmati trebuie facuta cu atentie, iar conditiile hidrogeologice trebuie sa fie de natura sa asigure faptul ca pilotii vor fi impermeabili pe toata durata de viata a constructiei. Alternativ, se pot aplica pe fata peretelui elemente structurale care sa asigure ranforsarea pilotilor nearmati.

(4) In cazul peretilor din piloti secanti de tip "piloti din beton armat alternati cu piloti din beton simplu", materialul din pilotii nearmati (primari) nu trebuie sa depaseasca o rezistenta la compresiune de 10-20 N/mm2 pentru a se putea ulterior fora pilotii armati (secundari).

(5) Peretii din piloti secanti armati sunt utilizati in cazurile in care este necesara o capacitate portanta ridicata si trebuie indeplinite conditii de etansare. Este indicata utilizarea lor pentru realizarea unor pereti ingropati de-a lungul unui traseu circular. Carcasa de armatura a pilotilor secundari are, de regula, sectiunea rectangulara.

(6) La proiectarea pilotilor forati se vor avea in vedere prevederile NP 123-2010 "Normativ privind proiectarea geotehnica a fundatiilor pe piloti".

ANEXA A (informativa) EVALUAREA PRESIUNII PAMANTULUI ASUPRA LUCRARILOR DE SUSTINERE

A.1. Teoria Rankine

A.1.1. Presiunea activa

In teoria Rankine, se face ipoteza ca impingerea exercitata de un masiv delimitat de o suprafata plana, orizontala sau inclinata, asupra unui perete vertical este paralela cu suprafata terenului. Acest fapt revine la a considera drept nula frecarea dintre perete si teren (perete neted). Se considera conditia de cedare plastica in masivul de pamant. Pentru un pamant necoeziv se obtine situatia din Figura A-1. Efortul vertical ramane constant, egal cu gamma*z, iar pe masura ce peretele se deplaseaza, efortul orizontal, initial egal cu presiunea in stare de repaus, p_0, scade pana la valoarea p_a.

Scriind conditia de rupere, respectiv conditia de tangenta a cercului eforturilor la dreapta intrinseca, rezulta: p_a = gamma * z * k_a, unde k_a este coeficientul presiunii active, egal cu: k_a = tg^2(45 - phi/2)

Forta rezultanta pe unitatea de lungime a peretelui este: P_a = (1/2) * gamma * H^2 * k_a

In cazul unui pamant coeziv, cercul eforturilor este cel din Figura A-2. Rezulta: p_a = gamma * z * k_a - 2c * sqrt(k_a) P_a = (1/2) * gamma * H^2 * k_a - 2cH * sqrt(k_a)

Adancimea la care presiunea activa se anuleaza se determina punand conditia p_a = 0: z_0 = 2c / (gamma * sqrt(k_a))

iar inaltimea teoretica pe care pamantul s-ar mentine nesprijinit la verticala se obtine punand conditia P_a = 0: H_cr = 4c / (gamma * sqrt(k_a))

Teoria Rankine poate fi aplicata si pentru o suprafata a terenului inclinata cu un unghi beta fata de orizontala. In acest caz, presiunea activa, paralela cu suprafata terenului, pentru un pamant necoeziv, este egala cu: p_a = gamma * z * k_a * cos beta, cu: k_a = cos beta * (cos beta - sqrt(cos^2 beta - cos^2 phi)) / (cos beta + sqrt(cos^2 beta - cos^2 phi))

A.1.2. Presiunea pasiva

In cazul unui perete vertical, neted, care se deplaseaza spre masivul necoeziv, efortul orizontal creste, in timp ce efortul vertical ramane constant. La un moment dat, cercul eforturilor devine tangent la dreapta intrinseca, presiunea laterala atingand in acest moment rezistenta pasiva.

Rezistenta pasiva, p_p, la cota z este egala cu: p_p = gamma * z * k_p, unde k_p este coeficientul rezistentei pasive, egal cu: k_p = tg^2(45 + phi/2)

Forta rezultanta pe unitatea de lungime a peretelui este: P_p = (1/2) * gamma * H^2 * k_p

In cazul unui pamant coeziv: p_p = gamma * z * k_p + 2c * sqrt(k_p) P_p = (1/2) * gamma * H^2 * k_p + 2cH * sqrt(k_p)

In cazul suprafetei inclinate a terenului cu un unghi beta si teren necoeziv (presiuni paralele cu suprafata terenului): p_p = gamma * z * k_p, cu: k_p = cos beta * (cos beta + sqrt(cos^2 beta - cos^2 phi)) / (cos beta - sqrt(cos^2 beta - cos^2 phi))

A.2. Teoria Coulomb

Teoria Coulomb considera echilibrul prismului de cedare ce apare in spatele elementului de sprijin, atunci cand deplasarea acestuia este suficient de mare pentru a produce starea limita activa sau pasiva.

Se fac urmatoarele ipoteze: - pamant izotrop si omogen, - suprafata de cedare plana, - suprafata terenului plana (orizontala sau inclinata), - prismul de cedare este considerat un corp rigid, - exista frecare intre perete si pamant, exprimata cu ajutorul unghiului de frecare, delta.

A.2.1. Presiunea activa

Scriind conditia de echilibru si de maxim pentru impingerea pamantului, P, rezulta: P_a = (gamma * H^2 / 2) * [sin^2(theta + phi) / (sin^2 theta * sin(theta - delta) * [1 + sqrt(sin(phi + delta) * sin(phi - beta) / (sin(theta - delta) * sin(theta + beta)))]^2)]

sau: P_a = (1/2) * gamma * H^2 * k_a

Pentru cazul particular beta = delta = 0 si theta = 90 grade (perete vertical neted, suprafata orizontala a terenului), se obtine aceeasi expresie a presiunii active ca in teoria Rankine: P_a = (1/2) * gamma * H^2 * tg^2(45 - phi/2)

La o adancime z, presiunea activa, p_az, este egala cu: p_az = gamma * z * k_a * (sin theta / cos delta)

Calculul impingerii active dupa Coulomb conduce doar la determinarea valorii impingerii totale. Directia impingerii depinde de valoarea adoptata pentru frecarea dintre perete si pamant, delta.

A.2.2. Presiunea pasiva

In mod analog cu presiunea activa, rezulta: P_p = (gamma * H^2 / 2) * [sin^2(theta + phi) / (sin^2 theta * sin(theta - delta) * [1 - sqrt(sin(phi + delta) * sin(phi - beta) / (sin(theta - delta) * sin(theta + beta)))]^2)]

sau: P_p = (1/2) * gamma * H^2 * k_p

Pentru cazul particular beta = delta = 0 si theta = 90 grade: P_p = (1/2) * gamma * H^2 * tg^2(45 + phi/2)

A.3. Probleme practice de calcul

A.3.1. Efectul unei suprasarcini uniform distribuite

Se considera valabila teoria Rankine, elementul de sustinere este vertical, neted, iar suprafata terenului este orizontala. Daca pe intreaga suprafata a terenului se aplica o incarcare uniform distribuita, de intensitate q pe unitatea de suprafata si se considera situatia de regim, in care intreaga incarcare este preluata de scheletul solid al pamantului, efortul efectiv vertical este, la orice adancime z, sporit cu q. Ca urmare, presiunea activa este majorata cu k_a * q, iar rezistenta pasiva cu k_p * q. Presiunea activa si rezistenta pasiva la o adancime z pentru un masiv coeziv cu suprasarcina: p_a = gamma * z * k_a + q * k_a - 2c * sqrt(k_a) p_p = gamma * z * k_p + q * k_p + 2c * sqrt(k_p)

A.3.2. Efectul prezentei apei subterane

Sub nivelul apei subterane se lucreaza in eforturi efective. Efortul vertical efectiv este: sigma'_v = sigma_v - u = gamma(z - z_w) + gamma_sat * z_w - gamma_w * z_w = gamma(z - z_w) + (gamma_sat - gamma_w) * z_w iar efortul orizontal este egal cu: sigma'_h = k_a * sigma'_v + p_w = k_a(z - z_w) + gamma' * k_a * z_w + gamma_w * z_w

unde p_w este presiunea hidrostatica a apei la adancimea z_w sub nivelul hidrostatic (NH).

A.3.3. Calculul presiunii in masive stratificate

Cand terenul este constituit din mai multe straturi, diagramele de presiuni active sau pasive nu mai sunt continuu crescatoare cu adancimea, prezentand salturi in dreptul suprafetelor de separatie, iar pantele sunt diferite functie de caracteristicile straturilor.

Pentru calculul saltului Delta_p_a1, greutatea stratului 1, egala cu gamma_1 * H_1, este considerata ca o suprasarcina. Rezulta: p_a1-2 = gamma_1 * H_1 * tg^2(45 - phi_2/2) p_a1-2 = p_a1 + Delta_p_a1-2 p_a2 = p_a1-2 + gamma_2 * H_2 * tg^2(45 - phi_2/2)

A.3.4. Efectul solicitarilor seismice

In timpul cutremurului, masivul de pamant din spatele elementului de sprijin exercita o presiune, P_s in plus fata de presiunea activa in conditii statice, P_a, totalul impingerii obtinut in conditii seismice fiind notat P_as. In plus, elementul de sustinere este supus unei forte de inertie in directie orizontala: F_ih = k_h * G (unde G este greutatea structurii de sprijin, iar k_h este coeficientul seismic in directie orizontala) respectiv in directie verticala: F_iv = k_v * G

k_h = 0.5 * gamma_I * (a_g / g)

Coeficientul total al impingerii pamantului in conditii dinamice este calculat cu metoda Mononobe-Okabe, bazata pe teoria lui Coulomb: k_as = [(1 - k_v) * cos^2(phi - xi - 90 + theta)] / [cos xi * cos^2(90 - theta) * cos(delta + 90 - theta + xi) * [1 + sqrt(sin(phi + delta) * sin(phi - xi - beta) / (cos(90 - theta - beta) * cos(delta + 90 - theta + xi)))]^2] xi = arctg(k_h / (1 - k_v))

Rezultanta impingerii active seismice va fi in cazul pamantului necoeziv si al suprafetei orizontale a terenului: P_as = (1/2) * gamma * H^2 * k_as sau, in cazul pamantului coeziv: P_as = (1/2) * gamma * H^2 * k_as - 2cH * sqrt(k_as)

A.4. Parametri utilizati in calculul presiunii pamantului

Pentru calculul presiunii pamantului se utilizeaza eforturile efective. - pentru nisipuri se considera valoarea phi'; - pentru pamanturi coezive normal sau usor supraconsolidate se utilizeaza valoarea coeziunii nedrenate, c_u; - pentru pamanturi coezive supraconsolidate se poate utiliza: - parametrii efectivi, phi', c' - rezistenta la forfecare nedrenata, - un unghi de frecare interna efectiv, phi' cuprins intre valoarea de varf si cea reziduala (considerand mobilizarea sa cu deplasarea).

Prezenta apei in spatele structurii de sprijin este de nedorit deoarece creste greutatea volumica si presiunea laterala. In general, se prevad sisteme de drenaj in spatele structurilor de sprijin. Un alt efect nedorit al prezentei apei este inghetul.

Unghiul de frecare dintre elementul de sprijin si teren, delta, depinde atat de proprietatile terenului, cat si de marimea si directia deplasarii structurii.

In Tabelul A-1 sunt date valori orientative ale unghiului de frecare delta pentru diferite materiale in contact (dupa Bowles, 1988). In Tabelul A-2 sunt date cateva indicatii pentru valoarea unghiului delta in functie de caracteristicile suprafetei de contact dintre structura si teren (dupa Brandl, 1987).

Teoria Rankine considera delta = 0, ceea ce duce la valori mai mari ale presiunilor decat teoria Coulomb. In cazul unor pereti de sustinere de inaltime mare, flexibili, cu deformatii mari, teoria lui Coulomb este mai realista, ceea ce implica estimarea valorii unghiului delta.

Tabelul A-1. Valori orientative ale unghiului de frecare perete/teren, delta (dupa Bowles, 1988): Beton masiv sau zidarie de piatra in contact cu: Roci: 35 grade Pietris, nisip cu pietris, nisip mare: 29-31 grade Nisip fin-mijlociu, prafos, pietris cu parte fina (praf sau argila): 24-29 grade Nisip fin, nisip prafos sau argilos: 19-24 grade Praf nisipos, praf: 17-19 grade Argila tare: 22-26 grade Argila sau argila prafoasa plastic consistenta - vartoasa: 17-19 grade

Palplanse metalice in contact cu: Pietris, pietris cu nisip, piatra sparta neuniforma: 22 grade Nisip, pietris cu nisip prafos, piatra sparta uniforma: 17 grade Nisip prafos, pietris sau nisip cu parte fina (praf sau argila): 14 grade Praf fin nisipos, praf: 11 grade

Beton sau palplanse de beton in contact cu: Pietris, pietris cu nisip, piatra sparta neuniforma: 22-26 grade Nisip cu nisip prafos, piatra sparta uniforma: 17-22 grade Nisip prafos, pietris sau nisip cu parte fina (praf sau argila): 17 grade Praf fin nisipos, praf: 14 grade Lemn in contact cu pamant: 14-16 grade

Tabelul A-2. Valori orientative ale unghiului de frecare perete/teren, delta (dupa Brandl, 1987): Suprafata structurii in contact cu pamantul / Suprafata de cedare Plana / Suprafata de cedare Curba: Suprafata neteda: delta = 0 / delta = 0 Suprafata putin rugoasa (beton sclivisit de exemplu): delta = 1/3 phi / delta = 1/2 phi Suprafata rugoasa (de exemplu beton netratat, torcretat, otel sau lemn): delta = 2/3 phi / 27.5 grade >= delta Suprafata neregulata, in zig-zag (de exemplu perete din piloti): delta = 2/3 phi / delta Ziduri din casoaie umplute cu pamant: delta >= 2/3 phi

A.5. Grafice pentru determinarea coeficientilor presiunii pamantului

Pentru determinarea coeficientilor presiunii pamantului asupra peretilor de sustinere se poate utiliza Anexa C a SR EN 1997-1:2004 "Eurocod 7: Proiectarea geotehnica. Partea 1: Reguli generale", si dupa caz, cu eratele, amendamentele si anexa nationala asociate.

A.6. Cazuri particulare de evaluare a presiunii pamantului asupra zidurilor de sprijin

A.6.1. Cazul paramentului amonte frant

In cazul unui zid de sprijin cu paramentul amonte frant, presiunea pamantului se calculeaza separat pentru fiecare latura a acestuia.

A.6.2. Cazul suprafetei inclinate sau frante a terenului

Suprafata terenului din spatele zidului de sprijin poate fi inclinata cu un unghi beta, pozitiv sau negativ. Se disting trei situatii pe Figura A-17, in functie de geometria ansamblului structura de sprijin - umplutura. In situatiile b) si c) se introduce in calcul greutatea umpluturii care se afla deasupra bazei zidului.

A.6.3. Cazul zidului cornier cu talpa cu consola lunga

Presupunand ca deplasarile datorate presiunii pamantului sunt mici, se poate utiliza teoria lui Rankine. In echilibrul prismului de pamant ABC intervine si forta de coeziune, C = c * BC. In acest ultim caz, presiunea activa P_a1 este inlocuita de P_a2 care actioneaza paralel cu suprafata terenului.

A.6.4. Cazul zidului cornier cu talpa cu consola scurta

In cazul zidului cornier cu consola scurta, planurile teoretice de cedare intersecteaza sectiunea centrala (inima) a zidului. Pe zona A'B se dezvolta presiunea in stare de repaus, iar pe AA' presiunea activa. Daca planurile de cedare nu intersecteaza inima zidului, presiunea in stare de repaos, P_0, actioneaza pe intreaga inaltime.

A.6.5. Cazul zidului cornier cu consola de descarcare

In acest caz presiunea pamantului poate fi evaluata folosind schema din Figura A-21.

A.6.6. Cazul umpluturii inguste

Daca spatiul din spatele zidului, in care se realizeaza umplutura, este foarte ingust, prismul teoretic de cedare nu are loc sa se dezvolte, ceea ce duce la o reducere a presiunilor, in mod similar cu efectul de siloz.

Conform teoriei silozului, efortul vertical la o adancime z este: sigma_z = p_vz_0 * (1 - e^(-z/z_0)) unde: z_0 = ab / (2(a+b) * tan delta) este adancimea la care presiunea geologica este egala cu valoarea maxima a presiunii din siloz, adica: p_vz,max = gamma * z_0

Pentru un zid lung (a -> infinit): p_vz = (gamma * b / (2k * tan delta)) * (1 - e^(-2k * tan delta * z/b))

Presiunea orizontala in siloz va fi: p_hz = k * p_vz

A.6.7. Efectul compactarii

Atunci cand se pune in opera umplutura prin compactare, impingerea pamantului poate creste considerabil, depasind chiar valoarea in stare de repaus. Coeficientul presiunii nu scade pana la valoarea k_a inainte ca o anumita densitate sa fie atinsa. Daca se continua compactarea, coeficientul presiunii creste. Calculul impingerii pamantului nu se poate face cu valoarea k_a. In practica au existat situatii de cedare a structurii de sprijin datorita compactarii excesive in spatii inguste.

A.7. Evaluarea presiunii pamantului pe lucrari de sustinere a excavatiilor

A.7.1. Calculul peretilor autoportanti

Un perete de sprijin poate fi autoportant la sfarsitul executiei excavatiei, sau poate trece prin faza de perete autoportant pana la montarea primului rand de spraituri sau ancoraje. Metodele clasice de calcul admit ca peretele autoportant se roteste in teren in jurul unui punct, C, sub actiunea impingerii pamantului, iar impingerea activa si rezistenta pasiva sunt mobilizate integral.

A. Cazul materialelor necoezive. In acest caz este admisa urmatoarea schema simplificata de calcul: - presiunile de deasupra punctului de rotatie, C, sunt impingerea activa in spatele peretelui si rezistenta pasiva in fata peretelui; - centrul de rotatie, C, se afla la cca 0.2 D_f de la baza peretelui; - presiunile ce se dezvolta sub centrul de rotatie sunt inlocuite cu o rezultanta, R, care actioneaza in centrul de rotatie.

Adancimea la care se realizeaza egalarea impingerii active cu rezistenta pasiva este: a = (gamma * D * K_a) / (gamma * (K_p - K_a)) = D * K_a / (K_p - K_a)

iar fisa necesara D_f rezulta din echilibrul de momente fata de punctul C: R_a(D + a + D_f - h) - (D_f^2 / 6)(K_p - K_a) = 0

Fisa totala rezulta: D_f = D_f' + a + 0.2 D_f'

Momentul maxim apare in sectiunea de anulare a fortei taietoare si are valoarea: M_max = R_a(D + a + z_bar - h) - (z_bar^3 / 6)(K_p - K_a) * gamma unde z_bar = sqrt(2R_a / (gamma(K_p - K_a)))

B. Cazul materialelor pur coezive. Pentru a evita distributia negativa a presiunilor la partea superioara a excavatiei, pentru impingerea activa se considera o distributie corespunzatoare unui material cu frecare redusa (phi = 20 grade) care sa tina seama de eventualele efecte secundare care pot duce la cresterea impingerii (de exemplu umplerea fisurilor cu apa).

Din echilibrul momentelor in jurul punctului C: D_f'^2(4c_u - q) - 2R_a * D_f' - R_a(D-h) = 0

de unde se obtine direct valoarea fisei D_f'.

Din expresia rezistentei pasive se poate constata ca, in cazul terenurilor pur coezive, peretele devine instabil daca: 4c_u - q = 0 sau c/gamma*D

A.7.2. Calculul peretilor ancorati

Calculul peretilor ancorati cu considerarea starii limita de eforturi in teren se face, in general, cu doua grupuri de metode, depinzand de lungimea fisei peretelui si de rigiditatea terenului de sub cota excavatiei.

Daca lungimea fisei peretelui este mica sau terenul de sub cota excavatiei este deformabil (nisipuri afanate, argile moi) atunci peretele se deformeaza ca in Figura A-26a si se admite ca el este "liber" sa se roteasca si sa se deplaseze sub cota excavatiei, terenul oferindu-i o rezemare simpla.

Daca lungimea fisei este mare, sau terenul de sub cota excavatiei este rigid (nisip indesat, argile tari) atunci peretele poate fi considerat "fixat" in teren si in zona de sub excavatie apar doua reactiuni de semn contrar care asigura incastrarea.

A. Cazul peretelui simplu rezemat: Distanta a poate fi calculata ca adancimea la care presiunea neta se anuleaza: a = p_a / (gamma(K_p - K_a))

Ecuatia de moment fata de punctul de ancorare este: y * R_p = y_bar * R_a

Inlocuind rezistenta pasiva cu R_p = gamma(K_p - K_a) * (x^2/2) si y' = h_3 + a + (2/3)x se obtine: y_bar * R_a = gamma(K_p - K_a) * (x^2/2) * (h_3 + a + (2/3)x)

Rezolvarea ecuatiei anterioare conduce la aflarea distantei x si deci a fisei peretelui: D_f = a + x

Forta din ancorare poate fi dedusa din ecuatia de echilibru de forte orizontale: F_a = R_a - R_p

Corecatii pentru fenomenul de bolta: Pentru nisipuri de indesare medie momentul maxim in perete se reduce datorita fenomenului de bolta. Ca rezultat al deformarii peretelui, distributia de presiuni se modifica fata de cea teoretica, astfel: creste deasupra ancorajului, scade sub acesta si creste in fata peretelui sub cota de excavatie si in spatele acestuia la baza. Cresterea de sus provoaca un moment anti-orar care iarasi scade momentul din perete. In fine, descresterea dintre reazeme provoaca o reducere de moment si efectul este denumit efect de bolta.

B. Cazul peretelui incastrat in teren: Rezistenta pasiva a terenului sub adancimea y este inlocuita cu o forta concentrata R_0 care actioneaza la distanta 0.2y de la baza peretelui. Metoda consta in alegerea unei distante y, calcularea lui R_0 din echilibrul static si apoi trasarea diagramei de momente. Distanta y trebuie sa coincida cu punctul de anulare a momentului la partea de jos a peretelui. Valoarea fisei peretelui este: D_f = (1.20 / 1.25) y

A.7.3. Calculul peretilor rezemati cu spraituri

Realizarea excavatiei cu pereti sprijiniti cu spraituri presupune montarea spraiturilor dupa excavarea unui nivel de rezemare, astfel incat, in cazul in care nu se introduc forte de pretensionare a spraiturilor, deplasarile cumulate ale peretelui de la fiecare nivel de excavare sa fie suficiente pentru a mobiliza in intregime rezistenta la forfecare a pamantului din spatele peretelui.

In mod acoperitor, pentru determinarea eforturilor sectionale maxime in perete, se considera ca peretele este simplu rezemat intre doua nivele de rezemare pe spraituri si ca acestea preiau reactiunile ce le revin reazemelor simple.

Masuratorile si observatiile efectuate pe diverse lucrari subterane au aratat insa ca fortele din spraituriledin situate la partea superioara sunt mai mari decat cele rezultate dintr-o distributie triunghiulara a impingerii active din spatele peretelui, in timp ce cele din spraiturile de la baza peretelui sunt mai mici. Pe baza masuratorilor efectuate au fost propuse diverse diagrame de distributie a impingerii active a terenului, in functie de natura acestuia. In Figura A-32 sunt propuse trei astfel de diagrame.

Considerarea fenomenului de bolta: Acelasi fenomen care se intalneste in cazul peretilor ancorati este regasit si in cazul peretilor sprijiniti cu spraituri. Masuratorile deplasarilor peretilor spraituri au aratat ca adancimea, D_0, pana la care masa de pamant de sub excavatie participa la deformare se extinde sub limita inferioara a peretelui. In cazurile in care la adancimi nu prea mari exista un strat de pamant rigid, pozitia acestuia determina adancimea de influenta, D_0. Daca terenul este insa uniform, adancimea D_0 depinde de deformabilitatea si de rezistenta terenului precum si de dimensiunile excavatiei. Admitand deplasarea terenului ca o translatie generala si o rotatie in jurul punctului de la cota D_0 si ca deplasarile laterale sunt suficiente pentru mobilizarea integrala a rezistentei la forfecare, presiunile exercitate din spatele peretelui reprezinta impingerea activa pe inaltimea D_0. Faptul ca peretele nu se deplaseaza si se roteste ca un rigid, existand fenomene de flexiune ale elementelor ale acestuia, face ca distributia presiunilor de contact sa nu fie liniara, prin aparitia fenomenului de bolta. Astfel, o secventa de excavatie intre doua nivele de spraituri provoaca doua modificari importante ale incarcarilor peretelui: a. Indepartarea terenului de langa perete care duce la disparitia suportului lateral pe adancimea excavata; b. Indepartarea terenului de pe baza excavatiei care provoaca o reducere a presiunilor laterale in teren, sub excavatie.

Graficele din Figura A-35 pot fi utilizate pentru corectia fortelor din spraituri calculate cu metodele clasice de stare limita, pentru a tine seama de fenomenul de bolta.

A.7.4. Efectul suprasarcinilor aplicate la suprafata terenului asupra presiunilor de contact perete-teren

A.7.4.1. Suprasarcina liniar distribuita, paralela cu peretele

In ipoteza ca terenul este un semispatiu elastic, Teoria Elasticitatii furnizeaza expresiile presiunilor orizontale si verticale in teren datorate suprasarcinii distribuite pe metru liniar, Q_s. Prezenta peretelui cu rigiditate diferita de cea a terenului face ca eforturile care actioneaza la limita peretelui sa fie diferite de cele date de Teoria Elasticitatii si sa depinda de modul de deformare al peretelui. In mod acoperitor, se poate considera ca peretele este infinit rigid, situatie care este echivalenta cu cea in care semispatiul este actionat de doua forte asezate simetric, de o parte si de alta a sectiunii verticale in care se calculeaza eforturile. sigma_h = (4 * Q_s / pi) * (z * b^2) / (z^2 + b^2)^2 sigma_z = (4 * Q_s / pi) * z^3 / (z^2 + b^2)^2

Se constata ca eforturile orizontale au un maxim la cota z = b/sqrt(3), valoarea maxima fiind: sigma_h,max = 3*sqrt(3) * Q_s / (4*pi*b)

A.7.4.2. Suprasarcina liniar distribuita, perpendiculara pe perete

sigma_h = (2*q_s/pi) * (theta_2 - theta_1 - sin theta_2 * cos theta_2 + sin theta_1 * cos theta_1) sigma_z = (2*q_s/pi) * (theta_2 - theta_1 + sin theta_2 * cos theta_2 - sin theta_1 * cos theta_1)

A.7.4.3. Suprasarcina uniform distribuita local

In cazul materialelor necoezive, rezultanta presiunilor orizontale distribuite pe perete este: P = q_s * e * d * sqrt(K_a) iar presiunea maxima: sigma_max = 4P / ((2d + b)(z_2 - z_1))

In cazul materialelor pur coezive, rezultanta presiunilor este: P = q_s * e * d iar presiunea neta rezulta: sigma_max = q_s * e * d / (3b/2 + e * d + b + e)

A.7.4.4. Suprasarcina concentrata

Pentru materiale necoezive: P = Q_s * sqrt(K_a) sigma_max = 2Q_s / (b(z_2 - z_1))

Pentru materiale pur coezive: P = Q_s sigma_max = Q_s / b^2

A.7.4.5. Suprasarcina uniform distribuita

Presiunea orizontala ce se exercita pe perete datorita unei suprasarcini asezate langa perete poate fi calculata, pentru terenuri necoezive, aproximativ, cu relatia: sigma = q_s * sqrt(K_a) * e / (e + (1/2)z) * d/(d+z) cu valoarea maxima la cota z = 0: sigma_max = q_s * sqrt(K_a)

ANEXA B (informativa) ASPECTE SPECIFICE PROIECTARII GEOTEHNICE PRIN CALCUL A PERETILOR DE SUSTINERE

B.1. Avantaje si limitari ale diferitelor tipuri de pereti de sustinere

In Tabelul B-1 sunt sintetizate tipurile de pereti de sustinere cu evidentierea unor avantaje si limitari ale fiecarui tip.

Tabelul B-1. Tipuri de pereti de sustineri:

Sprijiniri simple si de tip mixt: Avantaje: rapiditate si usurinta in executie; solutie economica pentru un perete de sustinere; in anumite solutii pot fi aplicate doar in pamanturi coezive (ex: sistemul berlinez) Limitari: numai pentru lucrari temporare; nu asigura conditii de etansare; in anumite solutii pot fi aplicate doar in pamanturi coezive

Pereti de sustinere din palplanse metalice: Avantaje: rapiditate si usurinta in executie; stabilitate si rezistente ridicate; asigura conditii de etansare; pot atinge adancimi ridicate; utilizate in toate tipurile de teren, chiar dure; fata peretelui poate ramane aparenta; pot fi introduse si prin presare pentru a se evita efectele neplacute cauzate de batere sau vibrare Limitari: formeaza pereti flexibili care pot suferi deformatii importante

Palplanse din beton armat: Avantaje: stabilitate si rezistente ridicate; asigura conditii de etansare; fata peretelui poate ramane aparenta Limitari: lungimi limitate datorita greutatii (circa 20 m); manipulare si punere in opera dificile

Palplanse din lemn: Avantaje: rapiditate si usurinta in executie; solutie economica Limitari: numai pentru lucrari temporare; nu pot fi utilizate in pamanturi tari; asigura conditii de etansare limitate

Pereti de sustinere din panouri: Avantaje: stabilitate si rezistente ridicate; asigura conditii de etansare; pot atinge adancimi ridicate; utilizate in toate tipurile de teren; mai putine imbinari decat la peretii din piloti; in anumite circumstante fata peretelui poate ramane aparenta daca se curata si se indeparteaza eventualele protuberante Limitari: continuitatea orizontala intre panouri este dificil de asigurat; utilajele si instalatiile tehnologice, bazinele de noroi bentonitic si carcasele de armatura necesita spatii largi; nu poate urmari trasee complicate

Pereti de sustinere din piloti cu interdistante: Avantaje: reprezinta cea mai economica solutie de pereti din piloti; rapiditate in executie Limitari: nu asigura conditii de etansare; utilizare doar in pamanturi coezive; datorita distantelor intre piloti nu reprezinta o solutie permanenta in nici un tip de teren decat daca intre piloti se dispun elemente structurale

Piloti tangenti: Avantaje: stabilitate si rezistenta ridicate; utilizare in toate tipurile de pamant Limitari: nu asigura conditii de etansare

Piloti secanti: piloti armati/piloti din noroi autointaritor: Avantaje: pereti etansi cu caracter temporar; forarea pilotilor secundari (armati) este mai usoara Limitari: nu ofera o solutie permanenta de etansare; adancimi limitate de toleranta pe verticala (pentru asigurarea zonei de intersectie a pilotilor secanti)

Piloti secanti: piloti armati/piloti din beton simplu: Avantaje: pereti etansi cu caracter permanent; stabilitate si rezistenta bune Limitari: adancimi limitate de toleranta pe verticala (pentru asigurarea zonei de intersectie a pilotilor secanti)

Piloti secanti: piloti armati/piloti armati: Avantaje: pereti etansi cu caracter permanent; stabilitate si rezistenta ridicata Limitari: forarea pilotilor secundari necesita instalatii puternice; adancimi limitate de toleranta pe verticala (de asigurare a zonei de intersectie a pilotilor secanti)

Pereti de sustinere in consola: Avantaje: nu presupune sisteme de rezemare temporare ale peretelui (spraituri, ancoraje); spatiu de lucru liber in incinta excavata, fara restrictii impuse de lucrarile de rezemare ale peretelui Limitari: poate deveni neeconomic pentru excavatii adanci; deplasarile peretelui datorate lucrarilor de excavare pot fi inacceptabile; adancimea de infigere a peretelui (fisa) si caracteristicile sectionale (grosime, material, armare) pot deveni considerabile pentru a asigura stabilitatea

Pereti de sustinere rezemati cu spraituri sau ancoraje: Avantaje: deplasarile peretelui ingropat sunt controlate prin amplasarea reazemelor temporare; rigiditatea acestora, adancimea de infigere si rezistenta pot fi diminuate comparativ in peretii in consola; in cazul utilizarii ancorajelor se asigura un spatiu de lucru liber in incinta excavata Limitari: comparativ cu peretii in consola pot fi mai scumpi si presupun o tehnologie mai complexa (realizarea reazemelor temporare); in cazul utilizarii spraiturilor, spatiul de lucru in incinta excavata se aglomeaza si apar dificultati la continuarea excavarii si realizarii structurii ingropate

Pereti de sustinere rezemati in cazul utilizarii procedeului de sus in jos: Avantaje: partea supraterana a constructiei poate fi realizata concomitent cu structura subterana; reazemele temporare sunt inlocuite cu planseele structurii subterane; asigura o rezemare rigida a peretelui cu o minimizare a deplasarilor acestuia Limitari: lucrarile de excavare si de realizare a structurii subterane sunt dificile si mai scumpe datorita spatiului redus de lucru in subterana; trebuie lasate goluri in plansee pentru accesul oamenilor si utilajelor de excavare si executiei structurii subterane; la deschideri mari este necesara asigurarea rezemarii verticale a planseelor infrastructurii

B.2. Metode de calcul utilizate in proiectarea peretilor de sustinere

B.2.1. Metode care considera echilibrul limita

Metodele de echilibru limita sunt bazate pe conditiile corespunzatoare momentului cedarii, cand intreaga rezistenta la forfecare a pamantului este mobilizata uniform in jurul peretelui ingropat. Calculele la starea de echilibru limita sunt bazate pe considerarea unei distributii simple, liniare, a eforturilor laterale. Metoda este utilizata pe scara mai larga si ofera rezultate acceptabile si poate fi utilizata pentru anumite forme structurale (de exemplu, peretii in consola), dar este mai putin indicata pentru alte forme structurale, de exemplu pereti rezemati pe mai multe niveluri. Datorita faptului ca metodele de echilibru limita sunt bazate pe rezistenta la forfecare a terenului, acestea nu ofera indicatii in ceea ce priveste deplasarile peretelui. De asemenea, aplicarea de coeficienti de siguranta la valorile limita ale presiunilor terenului, poate conduce la supradimensionarea structurii. La proiectarea peretilor ingropati se va da prioritate unor metode care pot lua in considerare interactiunea dintre perete si teren.

B.2.2. Metode care iau in considerare interactiunea teren - structura

B.2.2.1. Ipoteza comportarii elastice a terenului. Mediul elastic discret si mediul continuu

Intr-o analiza simpla de interactiune teren - structura, peretele ingropat este modelat printr-o grinda iar terenul printr-un mediu elastic discret, alcatuit dintr-o serie de resorturi orizontale (metoda coeficientului de reactiune), sau printr-un mediu elastic continuu. Rigiditatea terenului este caracterizata prin rigiditatile resorturilor (coeficienti de reactiune) sau prin rigiditatea mediului elastic continuu. Rigiditatilor resorturilor i se poate asocia o lege de crestere cu adancimea se pot impune limitari inferioare sau superioare ale fortelor in resorturi care sa corespunda atingerii valorilor de impingere activa si rezistenta pasiva ale terenului.

Metodele bazate pe ambele modele (mediul elastic discret sau mediul elastic continuu) pot fi utilizate pentru calculul deplasarilor peretelui, al momentelor incovoietoare in perete si al fortelor in reazemele peretelui (ancoraje sau spraituri), dar nu pot furniza deplasarile terenului in jurul peretelui.

Spraiturile si ancorajele sunt modelate, in general, prin resorturi sau forte, aparand dificultati in estimarea conditiilor reale de rezemare.

B.2.2.2. Metoda elementelor finite si a diferentelor finite

Calcule mult mai complexe de interactiune teren - structura sunt cele care permit modelarea peretelui, a terenului, precum si a etapelor de executie prin metoda elementelor finite (MEF) sau metoda diferentelor finite (MDF). Prin aceste metode este posibila modelarea unor factori precum: - comportamentul complex al terenului; - etapele de executie a lucrarii de sustinere; - detaliile de rezemare a peretelui; - efectele date de consolidarea terenului; - efectele date de prezenta apei subterane etc.

Se pot face estimari privind deplasarile terenului si ale peretelui, marimea eforturilor in perete si fortele in reazemele peretelui. Pentru a obtine, insa, rezultate apropiate de realitate este necesara in prealabil o "calibrare" a modelului utilizat prin compararea rezultatelor calculului cu masuratori realizate pe structuri de sustinere asemanatoare.

Metoda elementelor finite (MEF) si metoda diferentelor finite (MDF) sunt considerate ca ofera solutii "teoretic complete". Aplicarea acestor metode impune ca proiectantul sa aiba experienta atat in utilizarea unui anumit program de calcul care se bazeaza pe una din aceste metode cat si in modelarea unor astfel de lucrari.

B.2.2.3. Alegerea metodei de calcul

Metoda de calcul aleasa pentru a fi utilizata depinde de complexitatea structurii, de procesul de construire, de informatiile necesare se obtin prin calcule, de datele de intrare avute la dispozitie si de beneficiul din punct de vedere economic care rezulta in urma rafinarii calculelor. De exemplu, daca peretele ingropat trebuie sa satisfaca doar conditii de impermeabilitate, calculele prea complexe ofera beneficii reduse. De asemenea, nu sunt indicate calcule complexe pentru cazuri in care interactiunea teren - structura este cat se poate mai putin relevanta (de exemplu la peretii in consola).

B.3. Metode de modelare a contrabanchetei de pamant

B.3.1. Modelarea contrabanchetei printr-o suprasarcina echivalenta

Reprezentarea contrabanchetei printr-o suprasarcina echivalenta presupune calculul greutatii contrabanchetei si echivalarea acesteia cu suprasarcina q*. Aceasta suprasarcina se extinde pana la intersectia planului inclinat cu unghiul (45 - phi'/2) care porneste de la piciorul peretelui cu fundul excavatiei. Presiunea laterala exercitata de contrabancheta este neglijata. Aceasta metoda de modelare a contrabanchetei este foarte acoperitoare, mai ales daca adancimea de infigere a peretelui este mare.

B.3.2. Modelarea contrabanchetei prin ridicarea nivelului excavatiei

Aceasta modelare ia in considerare o parte din presiunea laterala exercitata de contrabancheta si este o metoda acoperitoare. Profilul original al contrabanchetei este redus la un profil de proiectare cu panta 1:3, dar baza (latimea) contrabanchetei este considerata neschimbata. Inaltimea contrabanchetei proiectate devine b/3 iar ridicarea nivelului excavatiei este considerata egala cu jumatate din inaltimea contrabanchetei proiectate, adica b/6.

B.3.3. Modelarea contrabanchetei prin metoda penelor de pamant de tip Coulomb

Aceasta metoda este aplicabila numai pentru terenuri argiloase in conditii nedrenate. Etapele care trebuie urmate intr-o astfel de analiza de modelare sunt:

(1) divizarea peretelui in tronsoane de aproximativ 1 m (considerarea de noduri in fiecare capat de tronson). Se presupune un punct de rotire la adancimea h + z_p fata de suprafata terenului (97.5% din inaltimea totala a peretelui h+d sub nivelul terenului poate reprezenta un punct initial);

(2) analiza echilibrului penelor de pamant de tip Coulomb care se formeaza in fiecare nod. In si deasupra punctului de rotire se determina suprafetele de cedare din fiecare nod corespunzatoare starii pasive a terenului. In si sub punctul de rotire se determina suprafetele de cedare din fiecare nod corespunzatoare starii active a terenului;

(3) calculul unei presiuni a terenului asupra peretelui (in fata acestuia) echivalenta pe baza analizei echilibrului penelor de pamant.

In spatele peretelui se considera diagramele de presiune ale pamantului standard, conform metodei de echilibru limita (stare activa deasupra punctului de rotire si pasiva sub punctul de rotire).

B.3.4. Modelarea contrabanchetei in element finit

In element finit contrabancheta de pamant poate fi modelata direct, fara asumarea unor ipoteze simplificatoare ale efectului acestuia, dupa cum s-a aratat in metodele anterioare. O atentie deosebita trebuie, insa, acordata stabilitatii interne a contrabanchetei. De exemplu, intr-o analiza in eforturi efective in care panta contrabanchetei este mai mare decat unghiul de frecare interna al terenului poate fi necesar sa se specifice si sa se mentina presiunea negativa a apei din pori in interiorul contrabanchetei pe durata analizei. Daca stabilitatea contrabanchetei depinde de mentinerea acestor presiuni negative, in practica se poate recurge la acoperirea contrabanchetei cu beton sau cu o membrana impermeabila.

B.4. Analiza stabilitatii transeei excavate sub protectie de noroi bentonitic

B.4.1. Metoda suprafetei cilindrice de alunecare

Pentru determinarea stabilitatii unui masiv de pamant limitat de o suprafata verticala, se presupune ca alunecarea se produce dupa o suprafata cilindrica. Pentru volumul de pamant situat deasupra acestei suprafete coeficientul de stabilitate este definit prin raportul: F_s = M_s / M_r

unde M_s este momentul de stabilitate, iar M_r este momentul de rasturnare, calculate fata de centrul cercului director al suprafetei de alunecare. De fapt este vorba de raportul intre eforturile efective mobilizate in lungul suprafetei de alunecare si eforturile necesare pentru asigurarea stabilitatii. Momentul de stabilitate este generat de eforturile tangentiale de contact mobilizate in lungul suprafetei de alunecare: tau = c + sigma * tg phi

iar coeficientul de stabilitate F_s devine in consecinta: F_s = (c_ef + sigma * tg phi_ef) / (c_nec + sigma * tg phi_nec)

Raportand intr-un sistem de axe perechile de valori necesare pentru ca F_s = 1, curba rezultata (locul geometric al punctelor pentru echilibru limita) delimiteaza semispatiul valorilor de stabilitate, orice punct situat in afara curbei reprezentand un punct de instabilitate, respectiv orice punct situat in interiorul curbei reprezentand un punct de stabilitate. Factorul de stabilitate este definit in acest caz astfel: F_s = OM'/OM

Aplicarea concreta la verificarea stabilitatii taluzului vertical al unei transee umplute cu noroi bentonitic presupune rezolvarea problemei prezentata in Figura B-4b. In acest caz, M_s este dat de presiunea hidrostatica a noroiului (cu rezultanta P) si de rezistenta la forfecare a terenului dezvoltata in lungul suprafetei de alunecare, iar M_r este dat de greutatea partii din masivul de pamant care aluneca, G, la care se adauga eventualele suprasarcini aplicate la suprafata terenului.

In practica, determinarea adancimii critice a transeei se realizeaza prin utilizarea unor abace de calcul in functie de trei variabile: - nH - diferenta intre cota superioara a transeei si nivelul noroiului bentonitic; - mH - diferenta intre cota superioara a transeei si nivelul apei freatice; - rho_n - densitatea noroiului bentonitic.

B.4.2. Stabilitatea transeei cu lungime infinita

In semispatiul infinit, eforturile normale sunt eforturi principale, determinarea lor fiind posibila prin cunoasterea greutatii volumice a materialului, gamma: sigma_z = K * gamma * z

unde K este coeficientul de impingere al terenului, iar z este adancimea punctului de calcul. Coeficientul K ia valori intre K_0 (coeficientul de impingere a pamantului in stare de repaus) si K_a (coeficientul de impingere activa a pamantului).

In cazul excavarii unei transee in care se introduce noroi bentonitic, stabilitatea peretelui transeei este asigurata prin presiunea data de noroi, p_n, care echilibreaza presiunile terenului. Starea de echilibru depinde astfel de greutatea volumica a noroiului bentonitic introdus in transee, gamma_n.

Coeficientul de stabilitate pentru un punct pe verticala sapaturii este: F_s = (p_n - p_w) / (K_a * sigma_z)

B.4.3. Calculul stabilitatii transeei pe baza echilibrului volumelor de pamant

Aceasta metoda se bazeaza pe exprimarea echilibrului unui prism de pamant delimitat la partea superioara de suprafata terenului, lateral de planul sapaturii si la partea inferioara de planul de cedare. Transeea se considera de lungime infinita iar pamantul omogen si lipsit de coeziune pe intreaga adancime a acesteia.

Incarcatile care actioneaza asupra prismului sunt: greutatea proprie G, rezultanta presiunii noroiului bentonitic P, rezultanta presiunii hidrostatice datorate panzei freatice U, reactiunea pe planul de cedare Q.

Din echilibrul poligonului fortelor rezulta: gamma_n = [h^2 * ctg alpha - (h-h_w)^2 * ctg alpha * gamma + (h-h_w)^2/2 * ctg alpha * gamma] * [tg(alpha-phi) + (h-h_w)^2/2 * gamma_w] / (h-h_n)^2

Din conditia de minim dP/d_alpha = 0 se determina unghiul limita pentru pierderea stabilitatii. Pentru acest unghi se determina apoi greutatea volumica necesara pentru noroiul bentonitic, gamma_n. Valoarea greutatilor volumice se recalculeaza pentru diferite unghiuri de frecare interna phi. Graficul care delimiteaza starea de echilibru limita al peretelui transeei, in coordonate (gamma_n, tg phi_i) este prezentat in Figura B-7b.

B.4.4. Calculul stabilitatii transeelor de lungime finita

Teoriile de calcul care tin seama de efectul de siloz presupun ca in zona corespunzatoare transeei, volumul de pamant se deplaseaza vertical; in acest fel suprafata de alunecare va fi determinata de aparitia unui efect de bolta vertical, deschiderea boltii respective fiind egala cu lungimea panoului excavat.

In urma efectului de bolta eforturile verticale scad, adica se va constata o dependenta neliniara de adancime. Deoarece nu se ia in considerare efectul de bolta orizontal, se considera o distributie uniforma a eforturilor si de aceea problema se considera ca problema plana.

Eforturile orizontale se determina pe baza teoriei lui Rankine. Aceasta fiind cunoscute, studiul stabilitatii se reduce la determinarea ei in zonele plastice. Teoria lui Caquot-Kerisset asupra efectului de siloz ia in considerare efectul de bolta la terenuri necoezive.

B.5. Presiunea apei asupra peretilor de sustinere

In calculele de proiectare ale unui perete ingropat presiunea apei poate avea un efect considerabil asupra rezultatelor de calcul.

In estimarea nivelului de proiectare al apei subterane trebuie sa se tina seama de variatiile naturale ale acestuia, existenta si dispozitia eventualelor drenaje, precum si a straturilor drenante din teren. Influenta apelor provenite din precipitatii asupra regimului apei subterane trebuie luata in considerare mai ales in cazul unor pamanturi prafoase sau nisipoase.

In pamanturi argiloase nivelul apei subterane poate fi determinat numai in urma citirilor piezometrice realizate intr-un interval suficient de timp. Presiunea apei datorata umplerii temporare in pamanturi argiloase trebuie luata in considerare pentru o analiza in eforturi totale. Presiunea apei pentru o analiza in eforturi efective trebuie calculata conform regimului apei subterane din apropierea peretelui. In roci moi este necesara masurarea presiunii apei pe suprafetele discontinuitatilor.

In functie de tipul terenului (stratificatie, permeabilitate) si de tipul peretelui ingropat (impermeabil sau nu) efectul apei subterane si conditiile de calcul de o parte si de alta a peretelui ingropat (conditii drenate sau nedrenate) pot sa difere.

In stabilirea efectului regimului hidrodinamic asupra peretelui ingropat este indicata o analiza pe baza metodelor numerice.