documents.tips fundatii raulescu

8/16/2019 Documents.tips Fundatii Raulescu

1/104

94

FUNDATII PE PILOTI, COLOANE, BARETE

Notiuni generale

Pilotii, coloanele si baretele sunt elementele structurale care alcatuiesc fundatiile de adancime.

Dupa modul de transmitere a incarcarilor la terenul de fundare, fundatiile pe piloti, coloane si barete suntfundatii INDIRECTE.

PILOTI COLOANE BARETE

Sectiune:

Patrata saucirculara, B

Sectiune:

Circulara, B

Sectiune:

Alungita, b si l

Lungime, Lp;Fisa, L; Lp > L

Lungime, Lp;Fisa, L; Lp > L

Lungime, Lp; Fisa, L; Lp > L

L / B ≥ 15 L / B ≥ 10 L / b ≥ 8

In general, in calcul, pilotii, coloanele si baretele se denumesc generic „ piloti”.


2/104

95

Exemple de utilizare a fundatiilor pe „piloti”

Fundatii pentru constructii pe pamant

2. Piloti de diametru mic; 3. Radier;4. Pamant compresibil

1. Pilot de diametru mare; 3. Radier; 4. Pamantcompresibil; 5. Pamant practic incompresibil


3/104

96

Fundatii pentru constructii pe apa

Fundatia pentru o pila de pod Fundatia pentru o platforma fixa de foraj marin


4/104

97

Fundatii pentru lucrari de sustinere


5/104

98

Clasificarea pilotilor

1. Dupa modul de transmitere a incarcarii axiale

Piloti FLOTANTI : P = Pl + Pv Piloti PURTATORI PE VARF ( BAZA): P = Pv


6/104

99

2. Dupa modul de executie

Piloti PREFABRICATI

Piloti EXECUTATI PE LOC

BATERE

Tubaj

FORARE

Tubaj

VIBRARE

TubajFara tubaj

Faratubaj

In uscatCutubaj

Recuperabil

Cutubaj

Recuperabil Sub noroi deforaj

Nerecuperabil

Nerecuperabil Cu burghiucontinuu

Cutubaj

RecuperabilNerecuperabil


7/104

100

3.

Dupa efectul asupra terenului de fundare

Piloti de INDESARE Piloti de DISLOCUIRE


8/104

101

4. Dupa material

Lemn;

Beton simplu;

Beton armat monolit;

Beton armat prefabricat;

Otel.


9/104

102

Clasificarea fundatiilor pe piloti

1. Pozitia radierului fata de nivelul terenului

Fundatii cu RADIER JOS (ingropat)

2. Piloti; 3. Radier 1. Piloti; 2. Radier


10/104

103

Fundatii cu RADIER INALT

1.

Piloti; 2. Radier Structura metalica – „jacket”


11/104

104

2. Actiuni predominante

DIRECTE (Piloti activi) INDIRECTE (Piloti activi / pasivi)

Frecare negativa Presiuni laterale


12/104

105

PILOTI PREFABRICATI

Piloti de LEMN

Lemn de rasinoase: brad, pin etc.

Lungime ≤ 15m

Forma : tronconica

Sectiunea la varf ≥ 15cm.

Pamanturi argiloase de consistenta redusa: piloti flotanti


13/104

106

Protectia capului pilotului Protectia varfului pilotului

Inel de otel, introdus la cald.h = 5...10cm.

Trunchi de piramida cu 4 fete, „incaltat” cu un sabotde otel.

h = 2B + cca 5cm.


14/104

107

Piloti de METAL (OTEL)

Otel de calitate speciala.

Lungime: se pot realiza din tronsoane imbinate prin sudura.

Greutate relativ mica prin raport cu lungimea.Sectiunea: circulara sau compusa.

Varf cu terminatie elicoidala (pentru forte de smulgere mari)


15/104

108

Piloti de BETON ARMAT

Beton armat prefabricat sauprecomprimat.

Beton minim C25/30

Armatura OB37, PC 52, S500s

Greutate mare prin raport cu lungimea. Lungimea maxima, m

Sectiunea: circulara, patrata, poligonala. Beton armat prefabricat Beton armat precomprimat

B = 0,20m 6 -

B = 0,30m 15 16

B = 0,40m 18 20


16/104

109

Armarea pilotilor – Schemele de calcul

Confectionare / Depozitare Transport Punere pe pozitie


17/104

110

Metode de INTRODUCERE A PILOTILOR PREFABRICATI

1. Baterea

2.

Vibrarea+ Subspalarea

3.

Presarea

4. Insurubarea

Infigerea prin BATERE

BERBEC (mai) – Piesa (obiect) grea cu care se aplica lovituri succesive pe pilot:

- cu cadere libera (lemn, fonta) – frecventa max. 10 lovituri/min; masa ≤ 10t; h ≅ 1m

- cu abur : ⇒ cu simpla actiune - frecventa max. 60 lovituri/min

⇒ cu dubla actiune - frecventa 100 ÷ 240 lovituri/min

- Diesel - frecventa max. 60 lovituri/min


18/104

111

Protectia capului pilotului

1. Piesa metalica – casca

2. Lemn de esenta tare (stejar) – fibra lemnului este verticala

3. Lemn de esenta moale (brad) – fibra lemnului esteorizontala

4. Material textil (pâslă)

5. Pilot


19/104

112

Berbec cu cadere libera Berbec cu abur Berbec Diesel

(cu explozie interna)Cu simpla actiune Cu dubla actiune


20/104

113

SONETA – Instalatie care permite ghidarea si ridicarea berbecului si mentine pilotul in pozitie corecta in

timpul baterii.

Soneta de lemnpentru berbec cucadere libera

1. Lumanare

2. Berbec3. Troliu

4. Pilot


21/104

114

Soneta Delmag pentruberbec Diesel

1. Lumanare

2. Berbec Diesel

3. Pilot

a, b, c – fazele de executie


22/104

115

CONDITII DE BATERE

QH = Pe + Qh + ααααQH

QH – lucrul mecanic total

Pe – lucrul mecanic util

Qh – lucrul mecanic consumat prin reculααααQH – lucrul mecanic consumat prin efecte secundare(strivire, zgomot, caldura)

Q – greutatea berbeculuiH – inaltimea de cadereP – rezultanta reactiunilor mobilizate de pamant

e – adancimea de infigere a pilotului sub efectului uneiloviturih – reculul berbecului (revenire elastica)αααα - coeficient de ciocnire intre berbec si pilot

α =

1 – c2 0 ≤ c ≤ 1; c = 0 pentru ciocnire perfect plastica; c = 1 pentru ciocnire perfect elastica

1 + Qq q – greutatea pilotului

Pentru ca baterea sa fie cat mai eficienta trebuie ca αQH sa fie cat mai mic ⇒ α cat mai mic ⇒ Q/q cat mai mare.

Pentru ca pilotul sa nu se deterioreze in timpul baterii,raportul Q/q se limiteaza la: Q/q ≤ 2,5 la pilotii de lemn;Q/q ≤ 1,5 la pilotii de beton armat.

Cu cât frecventa de batere este mai mare, eficienta creste pentru ca rezultanta reactiunilor mobilizate de pamânt, P,este mai mica.


23/104

116

Infigerea prin VIBRARE

Se foloseste un utilaj vibrator:

-

vibrator subsonic cu frecventa 300 ÷ 1500 cicluri/minut- vibrator sonic cu frecventa 3000 ÷ 8000 cicluri/minut

1. Motor electric

2. Discuri cu excentric

3. Dispozitiv de prindere a vibratorului pe capulpilotului

4. Pilot


24/104

117

Fazele de executie

a. Prinderea de pilot a centuriilegata la vibrator

b. Ridicarea pilotuluic. Asezareapilotului pepozitie

d. Asezareadispozitivului deprindere (mandrina)

e. Infigereapilotului


25/104

118

Infigerea prin PRESARE

Procedeul se foloseste la lucrari de subzidire.Pilotii sunt formati din tronsoane (h = 0,8...1,0m) care se aseaza unul peste celalalt, fara a fi solidarizate intre ele.Primul tronson are varf.Infigerea se face cu o presa hidraulica.

1. Fundatie existenta2. Placa de repartitie3. Presa hidraulica

4. Tronson de capat5. Tronson de varf (primul tronson de pilot)6. Tronson curent


26/104

119

Infigerea prin INSURUBARE

Procedeul se foloseste doar pentru pilotii prevazuti la baza cu o terminatie elicoidala (piloti metalici).

SUBSPALAREA

Subspalarea este un procedeu auxiliar folosit mai ales in cazul introducerii pilotilor prin batere.

Subspalarea consta in introducerea in pamant a unui jetde apa sub presiune mare care afaneaza, disloca siantreneaza pamantul de sub varful pilotului.

Jetul de apa se opreste cu cca. 2m deasupra cotei finale.

1. Berbec2. Cabluri3. Conducte4. Tevi metalice cu diametrul de cca 40mm, caredepasesc varful pilotului cu cca 25cm; tevile se pot asezasi in interiorul pilotului5. Pilot


27/104

120

PILOTI EXECUTATI PE LOC PRIN BATERE - PILOTI DE INDESARE

Piloti executati fara tubaj – Tehnologia COMPRESOL

Se executa in pamanturi coezive, deasupra apei subterane (in uscat).

Peretii gaurii se pot mentine verticali pe toata perioada de executie a pilotului.

Executarea gaurii se face prin infigerea in pamant a unui mai de fonta prin cadere libera.

Masa maiului: 1,5...2,5tone.

Inaltimea de cadere: 15...18m.Adancimea gaurii: max. 6m.

Gaura se umple cu beton simplu turnat in portii care se compacteaza prin batere cu maiul cu baza plata(intors).


28/104

121

1. Maiuri pentruformarea gaurii

2. Mai pentrucompactarea

betonului

3. Cablu (troliu)

4. Tub scurt de

protectie5. Gaura in curs deexecutie

b. Maiuri de fonta

a. Utilajul in pozitie de lucru


29/104

122

Piloti executati fara tubaj – Tehnologia PICONI

Se executa in pamanturi coezive uscate – PSU.


Executarea gaurii se face prin infigerea in pamant a unui mai metalic de forma speciala (trunchi de con cuvârf conic) prin cadere libera, culisând de-a lungul unei lumânări.

Masa maiului: 3,5...4tone.Inaltimea de cadere: 6...7m.

Adancimea gaurii: max. 6m.Gaura se umple cu beton simplu turnat in portii care se compacteaza prin batere cu maiul.


30/104

123

Fazele de executie

a. Asezarea pe pozitie asablonului (1)

b. Executarea gauriicu maiul (2)

c. Turnarea primeiportii de beton vartos

(3)d. Formarea bulbuluiprin compactare (4)

e. Umplerea gaurii cu

beton (5)


31/104

124

Piloti executati cu tubaj recuperabil – Tehnologia FRANKI

Se executa in orice fel de pamanturi, indiferent de prezenta apei subterane.

Se utilizeaza un utilaj denumit soneta Franki.

Peretii gaurii sunt sustinuti de un tubaj metalic – teavaØ

520mm x 27mm si lungimea de 15m.Executarea gaurii se face prin infigerea in pamant prin batere a tubajului metalic.

Baterea se face cu un mai cilindric care cade in interiorul tubajului asupra unui dop de beton uscat.Masa maiului: 3tone.

Inaltimea de cadere: 3...8m.Adancimea gaurii: max. 15m.

In tubaj se introduce carcasa de armatura.

Betonarea se face cu beton turnat in portii care se compacteaza prin batere cu maiul.

Tubajul se extrage din pamant, pe masura ce se betoneaza pilotul.


32/104

125

Fazele de executieI. Instalarea tubajului pe pozitie;formarea dopului la baza tubajuluiII. Fazele de infigere a tubajului in pamantIII. Suspendarea tubajului prin cablurilede blocaj; spargerea si evacuarea dopului –zona de garda min. 20cm

IV. Formarea bulbului la baza din betoncompactat prin batere cu maiulV. Introducerea carcasei; turnareabetonului in portii compactate prinbatere si ridicarea tubajului – zona degarda min. 30cm

VI. Pilotul Franki1. Tubaj2. Mai3. Dop de beton4. Cabluri de blocare5. Carcasa de armatura6. Bulb7. Beton compactat8. Zona de garda9. Armatura de solidarizare a pilotuluicu radierul


33/104


34/104

127

2. Desprinderea pilotului de bulb prin ridicarea pamantului (in argile saturate de consistenta ridicata)

a.

Introducerea tubajului pentru pilotul central produce

ridicarea suprafetei terenului (umflarea pamantului); pepilotii adiacenti apar solicitari de smulgere

b.

Defecte in piloti:

1. fisuri

2. desprinderea pilotului de bulb


35/104

128

Piloti executati cu tubaj nerecuperabil – Tehnologia RAYMOND


Se utilizeaza un utilaj denumit soneta Raymond.

Peretii gaurii sunt sustinuti de un tubaj metalic din tabla subtire cu nervuri de rigidizare, de forma tronconica.

Executarea gaurii se face prin infigerea in pamant prin batere a tubajului metalic.

Baterea se face cu un mai care cade pe o mandrina de otel tronconica introdusa in tubaj.

Dupa introducerea pana la cota a tubajului, mandrina se extrage.

In tubaj se toarna beton in portii, care se poate compacta prin batere cu mandrina.

In general, pilotul nu se armeaza.


36/104

129

Fazele de executie

1. Mai

2. Placa de batere

3. Mandrina

4. Tubaj

5. Beton


37/104

130

Piloti executati cu tubaj nerecuperabil – Tehnologia cu tubaj tronsonat


Reprezinta o alternativa mult mai ieftina la pilotii Raymond.

Peretii gaurii sunt sustinuti de un tubaj alcatuit din tronsoane tubulare de beton simplu prefabricat.

Baterea se face cu un mai care cade pe o mandrina de otel cilindrica.

Tronsoanele tubulare, prevazute cu inele metalice pentru infiletare, se monteaza de-a lungul mandrinei.

Dupa introducerea pana la cota a tubajului, mandrina se extrage.

In tubaj se introduce carcasa de armatura si se betoneaza.

Betonul nu se compacteaza.


38/104

131

Etapele de executie

1. Mandrina 4. Mai 6. Carcasa de armatura2. Tronsoane tubulare 5. Cap de batere 7. Beton3. Vârf de beton armat


39/104

132

PILOTI EXECUTATI PE LOC PRIN FORARE - PILOTI DE DISLOCUIRE

Piloti executati fara tubaj

In uscat– Tehnologiile SALZGITTER si CALWELD

Se executa in pamanturi coezive, deasupra apei subterane (in uscat).


Gaura se realizeaza prin forare cu utilaje de foraj rotative (foreze).

Utilajele de foraj se deosebesc, in principal, prin modul in care forezelele descarca pamantul scos la suprafata.

Caracteristicile pilotilor Diametru (m) Lungime (m)SALZGITTER 0,60; 0,80 ≤ 20

CALWELD 0,60 ÷ 3,00 ≤ 30

In foraj se introduce carcasa de armatura.

Betonarea se face cu beton turnat continuu; betonul nu se compacteaza.


40/104

133

Foreza SALZGITTER Foreza CALWELD

Forarea Evacuarea pamantului 1. Masa rotativa; 2. Tija rigida; 3. Foreza

1. Foreza; 2. Tija rigida; 3. Cablu; 4. Troliu; 5. Utilaj transportor


41/104

134

Fazele de executie

Forarea Introducerea carcasei Betonarea Pilot

1. Masa rotativa; 2. Tija rigida; 3. Foreza CALWELD; 4. Carcasa de armatura; 5. Pâlnie de betonare; 6. Pilot


42/104

135

Sub noroi de foraj (noroi bentonitic)– Tehnologii cu circulatia continua a noroiului


Peretii gaurii sunt sustinuti de noroiul de foraj.

Executarea gaurii se face prin forare continua.

Pamantul forat amestecat cu noroi (detritus) este evacuat de catre noroiul bentonitic care circula continuu.


Betonarea se face cu beton turnat continuu (metoda CONTRACTOR); betonul nu se compacteaza.

Diametru: 0,60 ÷ 1,80m

Lungime: ≤ 40m


43/104

136

Noroiul de foraj (noroiul bentonitic) este o suspensie de bentonita in apa.

Bentonita este un material pulverulent fabricat din argila montmorillonitica.Densitate: ρ = 1,05 ÷ 1,10 g/cm3

Efectul stabilizator al noroiului bentonitic se manifesta prin:

1. Presiunea exercitata de coloana de noroi bentonitic asupra pamantului

2.

Formarea unei zone impermeabile la suprafata verticala a pamantului - „TURTA” (CAKE)

Ca urmare a tendintei suspensiei bentonitice de a patrunde in pamantul permeabil din jur, particulele debentonita colmateaza porii pamantului pe o adancime de 1 ÷ 3 cm.

Totodata, particulele de bentonita se depun pe peretii gaurii, formand o „membrana” impermeabila (foartesubtire) care permite ca presiunea exercitata sa se „concentreze” pe suprafata pamantului.

Efectul stabilizator al noroiului bentonitic, manifestat prin cele doua componente, nu justifica in totalitatestabilitatea pamantului.


44/104

137

Efectul stabilizator al noroiului bentonitic se suprapune peste efectul de bolta.

Presiunea pe care pamantul o exercita asupra peretelui circular al gaurii forate este mai mica decatpresiunea activa ca urmare a manifestarii efectului de bolta, cunocut din mecanica structurilor.

O parte din impingerea activa se „scurge” prin

pamantul din jurul gaurii forate.


45/104

138

Starea teoretica de presiuni Presiunile hidrostatice (apa-noroi) Starea reala de presiuni


46/104

139

Forare cu circulatia directa a noroiului bentonitic

1. Platforma de lucru2. Masa rotativa3. Tub metalic:- protejeaza partea superioara a gaurii forate

- dirijeaza noroiul bentonic + detritusul catre bazin4. Tija rigida:- transmite miscarea rotativa la sapa de foraj- permite injectarea noroiului bentonitic

6. Sapa de foraj (foreza)7. Bazin pentru noroiul bentonitic8. Detritus9. Conducta pentru noroi

(5). Pompa de injectie a noroiului bentonitic inspre

conducta (9)


47/104

140

Forare cu circulatia indirecta a noroiului bentonitic

1. Platforma de lucru2. Masa rotativa3. Tub metalic:- protejeaza partea superioara a gaurii forate- dirijeaza noroiul bentonic de la bazin catregaura forata

5. Tija rigida:- transmite miscarea rotativa la sapa de foraj- permite aspiratia noroiului bentonitic6. Sapa de foraj (foreza)7. Bazin pentru noroiul bentonitic8. Detritus

10. Conducta pentru noroi11. Instalatie de aer12. Valve de aer

(9). Pompa de injectie a noroiului bentoniticinspre conducta (10)


48/104

141

Fazele de executie

I. Forarea gaurii fara intreruperi pana la cota finala, in prezenta noroiului bentonitic

II. Curatirea fundului gaurii de depunerile de detritus prin circularea noroiului pana cand suspensia ramane ladensitate constanta

III. Introducerea carcasei de armatura (nu este permisa rezemarea pe fundul gropii)IV. Betonarea continua pana la umplerea completa a gaurii; betonarea se face sub noroi bentonitic, cumetoda pâlniei fixe ridicatoare (Contractor)


49/104

142

Sub noroi de foraj (noroi bentonitic)– Tehnologia KELLY - BARETE


Peretii gaurii sunt sustinuti de noroiul de foraj.

Executarea gaurii se face prin excavare in etape succesive.

Pamantul forat amestecat cu noroi (detritus) este evacuat de bena utilajului.

Se pot realiza barete simple sau compuse.


Betonarea se face cu beton turnat continuu (metoda CONTRACTOR); betonul nu se compacteaza.


50/104

143

Barete simple

Barete compuse

- se executa din mai multi pasi de sapare

- se armeaza cu o singura carcasa de armatura

- se betoneaza simultan cu 2 sau 3 pâlnii fixe Contractor

b = 0,60 ÷ 1,20m

l = 2,20 ÷ 2,80m

b = 0,60 ÷ 1,20m

l = 5,50 ÷ 7,60m

L ≤ 40,0m


51/104

144

1. Utilaj purtator

2. Graifar cu bena (in pozitie ridicata si coborata)

3. Ghidaj

4. Prajina (montant) Kelly

5. Brat oscilant


52/104

145


53/104

146

C b ghi ti Tehnologia CFA (Contin o s Flight A ger)


54/104

147

Cu burghiu continuu –Tehnologia CFA (Continuous Flight Auger)

1. Platforma de lucru2. Montant de ghidaj(lumânare)

3. Tija rigida:

- transmite miscarearotativa burghiului

- permite introducereabetonului care iese in

gaura pe la bazaburghiului

4. Burghiul continuu

5. Limita zonei forate

1. Zona betonata2. Detritus

3. Coloana de aductie

a betonului

Betonul iese pe la baza

tijei si umple gaura,

pe masura ce burghiul

este extras.

Carcasa de armatura

se introduce dupa

terminarea betonarii.


55/104

148

Piloti executati cu tubaj recuperabil - Tehnologia BENOTO


56/104

149

Piloti executati cu tubaj recuperabil - Tehnologia BENOTO

Se executa in orice fel de pamanturi, indiferent de prezenta apei subterane.Se utilizeaza instalatia Benoto sau 2 utilaje independente (infigerea / extragerea tubajuluirespectiv forarea pamantului).

Peretii gaurii sunt sustinuti de un tubaj metalic alcatuit din tronsoane care se imbina cu bolturi:-

Diametrul: 0,88 sau 1,08m

-

Lungimea tronsoanelor: 2, 4 sau 6m.Tubajul este deschis la ambele capete.

Infigerea in pamant a tubajului se face printr-o miscare combinata (luvoaianta), compusa din:-

semirotiri in jurul axei verticale-

translatii (du-te vino) pe verticala.

Dopul de pamant format in interiorul tubajului se sapa cu un graifar monocablu (hammer-grab).

In tubaj se introduce carcasa de armatura.

Betonarea se face in uscat sau sub apa, dupa caz.

Tubajul se extrage din pamant, cu aceeasi miscare luvoaianta, pe masura ce se betoneaza pilotul.

Zona de garda (nivelul betonului in tub fata de baza tubului) este de min. 2,0m.

Fazele de executie


57/104

150

Fazele de executie

1. Tubaj2. Cablu3. Hammer-grab4. Prese hidraulice

5. Pâlnie de evacuare

Saparea dopului Ridicarea detritusului Evacuarea detritusului

Instalatia BENOTO


58/104

151

Instalatia BENOTO


59/104

152

Piloti executati cu tubaj nerecuperabil - COLOANE


60/104

153

j p

Clasificare

DenumireDiametru

(m)Grosimea peretelui tubajului

(cm)Lungimea unui tronson

(m)1 Piloti-coloane 0,6 – 1,6 8 - 12 8 - 122 Coloane propriu-zise 1,6 - 2,4 12 6 - 12

3 Puturi coloane 2,4 - 6 12 - 16 4- -6

Se executa in orice fel de pamanturi, indiferent de prezenta apeisubterane.

Peretii gaurii sunt sustinuti de un tubaj de beton armat prefabricatalcatuit din tronsoane care se imbina cu flanse bulonate.

Primul tronson este prevazut cu un cutit (vezi Chesoane).

Infigerea in pamant a tubajului se face prin vibrare.

Dopul de pamant format in interiorul tubajului se sapa cu un graifarmonocablu.

Betonarea se face in uscat sau sub apa, dupa caz, cu metodaContractor.

1. Pereteleunui troson

2. Armatura

3. Flansa

4. Bulon

Fazele de executie


61/104

154

1. Primul tronson 2. Vibrator 3. Graifar 4. Al 2-lea tronson 5. Pâlnie debetonare

6. Beton turnat

Exemple de fundatii pe coloane


62/104

155

Incastrarea coloanelor in roca de


63/104

156

baza


64/104

157

Saparea sub apa (piloti Benoto sau Coloane)

1. Tubaj

2. Pamant permeabil

Introducerea apei in tubaj pentru

contrapresiune

Strat impermeabil la baza.

Verificare la ruperea hidraulica produsade subpresiunea apei.

Defecte de executie


65/104

158

Pilot forat sub noroi bentonitic

Curatarea incorecta a fundului forajului de detritus

Prabusirea malului de pamant

Apa subterana sub presiune sau inmiscare anuleaza efectul noroiuluibentonitic

1. Pilot; 2. Strat moale (detritus)

Betonare incorecta


66/104

159

Contaminarea betonului cu noroi Ridicarea tubajului deasupra nivelului betonului

ETAPELE PROIECTARII FUNDATIEI PE PILOTI


67/104

160

I. Alegerea tipului de pilot

Alegerea tipului de pilot, inclusiv calitatea materialului pilotului şi metoda de punere în operă trebuiesă ţină seama de următoarele aspecte:

— încărcarea ce trebuie preluată de piloţi;

— tipul, alcătuirea şi deformaţiile admisibile ale construcţiei proiectate;— condiţiile specifice amplasamentului: vecinătăţi, instalaţii subterane etc.;— lungimea necesară a piloţilor;— utilajele de execuţie avute la dispoziţie;— viteza de execuţie;

Criterii speciale

Fundarea piloţilor purtători pe vârf se adoptă în cazul în care terenul de fundare cuprinde straturipractic incompresibile la o adâncime accesibilă tipului de pilot utilizat.

Utilizarea piloţilor foraţi de diametru mare sau baretelor:— fundaţia transmite terenului încărcări transversale mari;— baza piloţilor sau baretelor pătrunde într-un strat practic incompresibil.

Nu se recomandă utilizarea piloţilor de îndesare (piloţi prefabricaţi, piloţi executaţi pe loc prinbatere vibrare vibropresare etc ) în cazul prezenţei unor straturi argiloase saturate de consistenţă


68/104

161

batere, vibrare, vibropresare etc.) în cazul prezenţei unor straturi argiloase saturate de consistenţă

ridicată, în care pot apare fenomene de ridicare a terenului la execu ţia piloţilor, sau în zonele urbaneunde vibraţiile pot afecta construcţiile învecinate.

II. Predimensionarea fundatiei pe piloti

Determinarea prin calcul a capacitatilor portante ale pilotului izolat:

- capacitatea portanta axiala la compresiune- capacitatea portanta axiala la tractiune (smulgere)- capacitatea portanta transversala

Verificarea capacitatilor portante prin realizarea incercarilor pe piloti

III. Alcatuirea fundatiei pe piloti

Determinarea numarului necesar de piloti

Dispunerea (pozitionarea) pilotilor in fundatieDimensionarea radierului pe piloti

IV. Definitivarea proiectului – calculul la stari limita

Realizarea incercarilor pe pilotii de proba


69/104

162

Încercările pe piloţi se realizează în vederea verificarii capacităţiilor portante stabile prin calcul,pentru toate categoriile de construcţii, înainte de începerea execuţiei piloţilor definitivi din lucrare.

Piloţii de probă supuşi încercărilor în teren trebuie executaţi cu aceeaşi tehnologie şi cu aceleaşi utilaje avute în vedere în proiectul de execuţie al fundaţiilor pe piloţi.

Numărul total minim al piloţilor de diametru mic, d < 600mm, încercaţi static axial la compresiune:

Numărul piloţilor conform proiectului ≤ 100 101…500 501…1000 1001…2000Numărul piloţilor de probă încercaţi 2 3 5 6

Numărul total minim al piloţilor de diametru mare, d ≥≥≥≥ 600mm, în funcţie de solicitarile în exploatare:Numărul de

piloţidin lucrare

Număr minim al piloţilor de probă în funcţie de modul de solicitareSolicitare axială Solicitare

transversală Compresiune Smulgere≤ 40 1 1 1

41…100 2 2 2101…200 3 2 2

≥ 2013+ câte un pilot pentru fiecare sută de piloţi în plus

peste 2002 2

Incercare axiala de compresiune cu platforma ancorata


70/104

163

1. Pilot de proba

2. Piloti de ancoraj (4 piloti)

3. Platforma din grinzi metaliceasezate in cruce

4. Tarusi pentru sustinereacadrelor de creferinta

5. Cadre de referinta6. Presa hidraulica

7. Placa de repartitie a fortei

8. Microcomparatoare


71/104

164


72/104

165


73/104

166

Incercare axiala de compresiune cu platforma lestata

1. Pilot de proba6. Presa hidraulica

9. Platforma lestata

10. Reazeme ale platormei

Incercare transversala cu 2 piloti solicitati simultan


74/104

167

1. Microcomparartoare

2. Presa hidraulica

3. Pilotii de proba

4. Cadre de referinta

5. Prelungitor

Modul de desfasurare a incercarii

incarcarea se aplica in trepte de cca 1/15 1/10 din valoarea stabilita prin calcul


75/104

168

-

incarcarea se aplica in trepte de cca 1/15 1/10 din valoarea stabilita prin calcul-

incarcarea se mentine constanta si se masoara deplasarea pilotului-

se considera ca deplasarea s-a stabilizat atunci cand diferenta de deplasare pe durata a 90 de minute(4 citiri la fiecare15 minute) este mai mica de 0,01mm

-

se trece la treapta superioara de incarcare

Incercarea se opreste atunci cand:-

dupa 24 ore deplasarea nu se stabilizeaza-

deplasarea verticala totala devine mai mare decat 0,1B (soliciatare axiala)-

deplasarea laterala totala devine egala cu 25mm (solicitare transversala)

Se defineste ca incarcare masurata, Rc,m, forta totala anterioara fortei la care incercarea s-a oprit.

Reprezentarea rezultatelor obtinute - Incercare axiala de compresiune


76/104

169

Tasarea, s, in functie de timp, t;

Incarcarea, P, in functie de timp,t;

Tasarea, s, in functie de incarcarea, P.

Calculul capacitatilor portante ale pilotului izolat


77/104

170

Capacitatea portantă axiala la compresiune

Bazele teoretice si experimentale pentru axiale la compresiune

Capacitatea portanta in raport cu terenul de fundare depinde de:

-

parametrii geotehnici ai stratelor de pamant strabatute de pilot si de la baza lui (compresibilitatea sirezistenta la forfecare);

-

forma si dimensiunile pilotului (fisa si diametrul);

-

tehnologia de executie;

-

efectul asupra pamantului (piloti de indesare sau de dislocuire).

Diagrame de incarcare – tasare caracteristice


78/104

171

Piloti purtatori pe varf Piloti flotanti

P = Ab qb Ab - aria bazeiqb – reactiunea normala (rezistenta) mobilizata pebaza

P = Ab qb + U Σ qs;i li Ab - aria bazeiqb – reactiunea normala (rezistenta) mobilizata pebaza

U – perimetrul sectiunii transversale qs;i - rezistenţa de frecare mobilizata in stratul i li – lungimea pilotului in stratul i (grosimea stratului i)

Valoarea de calcul a capacitatii portante la compresiune, Rc;d, se determina in functie de


79/104

172

valoarea caracteristică a capaciţătii portante ultime la compresiune, Rc;k.Valoarea caracteristica se obtine:

-

pe baza rezultatelor incercarilor pe pilotii de proba

-

prin metode de calcul prescriptive

-

prin metode de calcul exacte

Capacitatea portantă stabilită pe baza rezultatelor incercarilor pe pilotii de proba


80/104

173

Valoarea caracteristică Rc;k = Min {( Rc;m)med / ξ 1 ; ( Rc;m)min / ξ 2 }

Rc;k valoarea caracteristică a capaciţătii portante ultime la compresiune, Rc

Rc;m valoarea măsurată a lui Rc în una sau mai multe încărcări de probă pe piloţi

( Rc;m)med valoarea medie a lui Rc,m

( Rc;m)min valoarea minimă a lui Rc,m

ξ 1, ξ 2 coeficienti de corelare in functie de numarul pilotilor de proba

Valoarea de calcul

Rc;d = ( Rc;k) / γ t

Rc;d valoarea de calcul a lui Rc

t coeficient parţial pentru rezistenţa totală a unui pilot de proba

Capacitatea portantă stabilită prin calcul (metode prescriptive)


81/104

174

1. Pilo ţ i purtă tori pe vârf

Valoarea caracteristică

Rb;k = Ab qb;k

Rb;k valoarea caracteristică a rezistenţei pe bază a pilotului Ab suprafaţa bazei pilotului:qb;k valoarea caracteristică a presiunii pe bază:

Valoarea de calcul

Rc;d = Rb;d = Rb;k / γ b

Rc;d valoarea de calcul a lui Rc Rb;d valoarea de calcul a rezistenţei pe bază a pilotului

b coeficient parţial pentru rezistenţa pe bază a pilotului: γ b = 1,4

2. Pilo ţ i flotan ţ i


82/104

175

Valoarea caracteristică a rezistenţei pe bază

Rb;k = Ab qb;k

Rb;k valoarea caracteristică a rezistenţei pe bază a pilotului

Ab suprafaţa bazei pilotuluiqb;k valoarea caracteristică a presiunii pe bază

Valoarea caracteristică a rezistenţei de frecare pe suprafaţa laterală

Rs;k =Σ As;i qs;i;k = U Σ qs;i;k li

Rs;k valoarea caracteristică a rezistenţei de frecare pe suprafaţa laterală a unui pilot As;i suprafaţa laterală a pilotului în stratul i U perimetrul secţiunii transversale a pilotuluili lungimea pilotului în contact cu stratul i

qs;i;k valoarea caracteristică a rezistenţei de frecare laterală în stratul i

Valoarea de calcul

Relatia generala:


83/104

176

Relatia generala:

Rc;d = Rb;d + Rs;d = Rb;k / γ b + Rs;k / γ s

Rc;d valoarea de calcul a lui Rc Rb;d valoarea de calcul a rezistenţei pe bază a pilotului

b coeficient parţial pentru rezistenţa pe bază a pilotului Rs;d valoarea de calcul a rezistenţei de frecare pe suprafaţa laterală a pilotului

s coeficient parţial pentru rezistenţa prin frecare pe suprafaţa laterală a pilotului

Piloţi prefabricaţi Rc,d = Rb,d + Rs,d =Rb,k / γ b;1 + Rs,k / γ s;1

b;1, γ s;1 coeficienti parţiali de rezistenţă (în tabele)qb;k valoarea caracteristică a presiunii pe bază (în tabele)qs;i;k valoarea caracteristică a rezistenţei de frecare laterală în stratul i (în tabele)

Piloţi executaţi pe loc prin batere (de indesare)


84/104

177

Rc,d = Rb,d + Rs,d = Rb,k / γ b;2 + Rs,k / γ s;2 γ b;2, γ s;2 coeficienti parţiali de siguranţă (în tabele)qs;i;k valoarea caracteristică a rezistenţei de frecare laterală în stratul i (în tabele)qb;k valoarea caracteristică a presiunii pe bază (în tabele)

Piloţi executaţi pe loc prin forare (de dislocuire) cu baza pe pământuri coezive

qb k , = N c cu;d +γ d;1 D

N c factor de capacitate portantă, N c = 9

cu;d valoarea de calcul a coeziunii nedrenated;1 media ponderată, prin grosimile straturilor, a valorilor de calcul ale

greutăţilor volumice ale straturilor străbătute de pilot D fişa reală a pilotului (adâncimea la care se găseşte baza pilotului, măsurată

de la nivelul terenului natural)

Piloţi executaţi pe loc prin forare (de dislocuire) cu baza pe pământuri necoezive


85/104

178

qb k , = α ( γ d d b N γ + γ d;1 Dc N q )

α coeficient determinat în funcţie de gradul de îndesare I D al pământului de la baza pilotului (în tabele)γ d valoarea de calcul a greutăţii volumice a pământului de sub baza pilotuluiγ d;1 media ponderată a valorilor de calcul ale greutăţilor volumice ale straturilor străbătute de pilot

d b diametrul pilotului la nivelul bazei (d b = B pentru piloti fara evazare la baza) N γ , N q factori de capacitate portantă determinaţi în funcţie de valoarea de calcul a unghiului de frecareinterioară, φ’d, al stratului de la baza pilotului (în tabele)

Dc fişa de calcul a pilotului: Dc = β d b dacă D ≥ β d b sau Dc = D dacă D


86/104

179

capacitatii portante axiale la compresiune.Reducerea capacitatii portante este cu atat mai mare cu cat distanta dintre piloti este mai mica.Efectul de grup nu se manifesta in cazul pilotilor purtători pe vârf şi piloţii flotanţi de îndesare având fişaintegral cuprinsă în pământuri necoezive.

1. Pilot; 2. Radier; 3. Stratcompresibil; 4. Strat incompresibil;5. Zona de influenta

Piloti flotanti Zona de influenta Concentrarea eforturilorin planul bazei pilotilor

Rc;g = mu Rc;d

R valoarea de calcul corespunzatoare pilotului izolat


87/104

180

c;d mu coeficient de utilizare in grup

mu = 1 pentru piloţii purtători pe vârf şi piloţii flotanţi de îndesare având fişa integral cuprinsă în pământuri necoezive

mu = f (r / r 0 )

r / r 0 ≥ 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8mu 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,70 0,60

r distanţa minimă (lumina) între 2 piloţi vecinir 0 raza de influenţă a pilotului izolat în planul bazei:r 0 = Σ li tgεi

li grosimea stratului i prin care trece pilotulεi = (φ’d /4)

Capacitatea portantă axiala la trac ţ iune (Rezistenta la tractiune)

Rezisten ţ a la trac ţ iune stabilită pe baza rezultatelor incercarilor pe pilotii de proba


88/104

181


Rt;k = Min {( Rt;m)med / ξ 1 ; ( Rt;m)min / ξ 2 }

Rt;k valoarea caracteristică a lui Rt

Rt;m valoarea măsurată a lui Rt în una sau mai multe încărcări de probă pe piloţi

( Rt;m)med valoarea medie a lui Rt,m

( Rt;m)min valoarea minimă a lui Rt,m

ξ 1, ξ 2 coeficienti de corelare in functie de numarul pilotilor de proba

Valoarea de calcul

Rt;d = Rt;k / γ s;t

Rt;d valoarea de calcul a lui Rt

s;t coeficient parţial pentru rezistenta totala a unui pilot de proba

Rezisten ţ a la trac ţ iune stabilită prin calcul (metode prescriptive)

Piloţi prefabricaţi


89/104

182

RU q l

t d

s k i

m s

i

,

,=

⋅

⋅

∑γ γ

1

s;1 coeficient partial de siguranta (in tabele)m coeficient parţial unic: γ m = 2,4

Piloţi executaţi pe loc

R U q lt d s k i

m s

i

,,= ⋅

⋅∑γ γ

2

s;2 coeficient partial de siguranta (in tabele)

m coeficient parţial unic: γ m = 2,4

Capacitatea portantă transversala (Rezistenta transversal ă )

Rezisten ţ a la încă rcare transversal ă stabilită pe baza rezultatelor incercarilor pe pilotii de proba


90/104

183

R R

tr d

tr k

tr

,

,=

γ

Rtr,k valoarea caracteristică a încărcării transversale, stabilită cu luarea în considerare a factoruluide corelare ξ dat in tabel în funcţie de numărul încărcărilor de probă

tr coeficient parţial unic: γ tr = 2

Rezisten ţ a la încă rcare transversal ă stabilită prin calcul (metoda prescriptiva)



91/104

184

Ipoteze de calcul

-

Pilotul se asimileaza cu o consola

incastrata in pamant, avand o lungimeconventionala, l 0

-

Lungimea conventionala de incastrare, l 0,corespunde adancimii pentru caremomentul incovoietor are valoarea

maxima-

Incarcarea transversala ultima (de cedare)se defineste ca fiind forta pentru caremomentul incovoietor devine egal cumomentul capabil al sectiunii de betonarmat al pilotului

Rtr,k =2

0

M

l

cap

în cazul pilotului considerat încastrat în radier

sau


92/104

185

sau

Rtr,k = M

l

cap

0 în cazul pilotului considerat articulat în radier

l0 lungimea convenţională de încastrare; valorile l0 sunt date în tabel M cap momentul încovoietor capabil al secţiunii pilotului, determinat conform reglementărilor

tehnice specifice privind calculul elementelor de beton armat

Valoarea de calcul

Rtr,d =

Rtr k

tr

,

γ

tr coeficient parţial unic: γ tr = 2

Alcatuirea fundatiei pe piloti

Determinarea numarului necesar de piloti


93/104

186

Cazul incarcarii axiale de calcul, N, aplicata centric pe fundatie

np = (N / Rc;d ) + 1...2

Cazul incarcarii axiale de calcul, N, aplicata excentric pe fundatie

np = (1,3N / Rc;d ) + 1...2

Dispunerea (pozitionarea) pilotilor in fundatie

Distan ţ a minimă între axele pilo ţ ilor , măsurată în teren, este de:

→ s ≥ 3 B în cazul piloţilor de îndesare

→ s ≥ 2 B +0,03L în cazul piloţilor de dislocuire (valoare minimă recomandată)

B diametrul sau latura mică a secţiunii pilotului L fişa reală a pilotului

Repartizarea pilo ţ ilor sub radierul funda ţ iei se face, dupa caz, în rânduri paralele, radial, în şah sau în funcţie de modul de conformare a structurii de rezistenţă a construcţiei, pe baza valorilor solicitărilorpreluate de piloţi.


94/104

187

Fundatii izolate sub stalpi

Fundatii continue sub pereti portanti Fundatii generale

Dimensionarea radierului pe piloti

Din punct de vedere constructiv, radierul pe piloti se alcatuieste in mod asemanator cu fundatia desuprafata careia i se substituie (fundatie izolata continua sau radier general)


95/104

188

suprafata careia i se substituie (fundatie izolata, continua sau radier general).

Adâncimea de fundare a radierului se stabileşte în raport cu :

→ existenţa subsolurilor şi instalaţiilor subterane;

→ condiţiile geologice şi hidrogeologice ale amplasamentului (nivelul apelor subterane şi variaţiaacestuia în timpul construcţiei şi al exploatării acesteia etc.);→ posibilitatea de umflare prin îngheţ a pământurilor etc.

Inaltimea radierului se determina din calcul.De regula, inaltimea radierului trebuie sa fie cel putin egala cu latura sau diametrul pilotilor, B.

Calculul eforturilor sectionale (M, T) se face tinand cont de încărcările de la suprastructură şireacţiunile din piloţi (axiale si transversale), corespunzatoare gruparilor de actiuni cele maidefavorabile.

Armarea radierului se face cu respectarea normelor specifice elementelor de beton armat.

Clasa betonului trebuie să fie minim C12/15 si va fi corelată cu clasa de beton din piloţi.

Distanţa între faţa exterioară a piloţilor marginali şi extremitatea radierului trebuie să fie de cel puţin 25cm.

Lungimea părţii piloţilor cuprinsă în radierul de beton armat se determină în funcţie de tipul de


96/104

189

Lungimea p rţii piloţilor cuprins în radierul de beton armat se determin în funcţie de tipul desolicitare şi de tipul şi diametrul armăturii longitudinale din corpul pilotului (nu se include în grosimearadierului stratul de beton de egalizare).

În cazul fundaţiilor pe piloţi supuşi la solicitări

axiale de compresiune şi la forţe orizontale carepot fi preluate de piloţii consideraţi articulaţi înradier, piloţii trebuie să pătrundă în radier cucapetele intacte pe o lungime de 5 cm, iararmăturile longitudinale ale piloţilor să se înglobeze în radier pe minimum 25 cm.

În cazul fundaţiilor pe piloţi supuşi la solicităriaxiale de smulgere sau la forţe orizontale mari,care impun preluarea acestora prin piloţiconsideraţi încastraţi în radier, piloţii trebuie să pătrundă în radier cu capetele intacte pe o lungimede cel puţin 10 cm, iar armăturile longitudinaleale piloţilor trebuie să se înglobeze în radier pe olungime determinată prin calculul.

Articula ţ ie

1. Pilot; 2. Armatura;3. Radier; 4. Beton deegalizare

Incastrare

a ≥ 10cm;b – lungimea armăturilelongitudinale ale piloţilor

Calculul fundatiei pe piloti la stari limita

Calculul reac ţ iunilor in pilo ţ i - Metode simplificate de calcul


97/104

190

Nu se tine cont de interactiunea (conlucrarea) dintre radier – piloti – teren de fundare

Ipotezele de calcul

-

radierul este infinit rigid-

pilotii sunt bare rigide-

incarcarile transmise de radier la piloti sunt preluate integral de piloti (se neglijeaza transmitereaincarcarilor la teren prin baza radierului)

-

calculul solicitarilor se face independent pentru incarcarile axiale, respectiv transversale (se admitesuprapunerea de efecte)

Calculul reactiunilor axiale

Cazul incarcarii verticale de calcul, N , aplicata centric pe fundatie


98/104

191

S med = N / np

Toti pilotii se incarca cu o forta axiala decompresiune egala cu S med.

Cazul incarcarii verticale de calcul, N , aplicata excentric pe fundatie

Excentricitatile fortei N sunt ex si ey fata de centrul de greutate alradierului.


99/104

192

Prin reducerea fortei N in centrul de greutate al radierului se obtinincarcarile transmise la baza radierului:

N ; M x = N ey; M y = N ex

Reactiunile axiale in piloti, S i, (compresiune sau tractiune) depindde pozitia pilotului, i, in fundatie.

2 2

y i x ii

i i

M x M y N

A n A y A xσ

⋅⋅= ± ±

⋅ ∑ ∑

2 2

2 2

x ox i i

y oy i i

I n I A y A y

I n I A x A x

= ⋅ + ≈

= ⋅ + ≈

∑ ∑

∑ ∑

2 2

y i x ii i

i i

M x M y N S An y x

σ ⋅⋅= ⋅ = ± ±∑ ∑

Calculul reactiunilor transversale


100/104

193

S tr = H / np

Toti pilotii se incarca cu o forta transversala

egala cu S tr .

Verificarile la starea limita ultima - SLU

Relaţia generală de verificare este:


101/104

194

Si;d ≤≤≤≤ Rd

Si;d valoarea de calcul a reactiunii în pilotul i corespunzătoare stării limită ultime

Rd valoarea de calcul a capacitatii portante corespunzatoare

Solicitarea axiala Solicitarea

transversala Compresiune: Sc;i;d ≥≥≥≥ 0 Tractiune: St;i;d < 0

Sc;i;d ≤ Rc;d sau

Sc;i;d ≤ Rc;g

St;i;d ≤ Rt;d Str;d ≤ Rtr;d

Verificarea la starea limita de exploatare – SLE (pentru structura suportată de piloţi)

Trebuie evaluată deplasarea verticală (tasarea) fundaţiei pe piloţii flotanti pentru condiţiile stărilorlimită ale exploatării normale şi comparată cu valoarea tasării acceptabile:


102/104

195

limită ale exploatării normale şi comparată cu valoarea tasării acceptabile:

s ≤≤≤≤ sacc

s deplasarea verticală (tasarea) fundaţiei pe piloţi estimată / calculată sacc deplasarea verticală (tasarea) acceptabilă pentru structura suportată de piloţi


103/104

196

În cazul fundaţiei cu piloţi verticali, fundaţia convenţională seconsideră că are talpa orizontală la nivelul bazei piloţilor şidimensiunile în plan egale cu:

În cazul fundaţiei cu piloţi înclinaţifundaţia convenţională aredimensiunile în plan L’ şi B’ egale culungimea, respectiv lăţimea conturului

exterior al grupului depiloţi, măsurate în planul bazeipiloţilor.

0'

0'

r2BB

r2LL

+=

+=

r0 raza de influenţă a pilotului


104/104

197

Limita zonei active se consideră la nivelul stratului elementar la care începe să se îndeplinească

condiţia: gzi zi σ σ 1.0≤