IMPORTANȚA URMĂRII ÎN SITU A LUCRĂRILOR DE TERASAMENTE ȘI CONSOLIDĂRI LA AUTOSTRĂZI

Aurel Barariu, consilier pe probleme de geotehnica si mediu – SC GEOSTUD SRL

 

Programul de construcţie al autostrăzilor în România, este în plină desfăşurare. In prezent, sunt în exploatare 787km și 140km în execuție. În general, terenurile pe care se construiesc autostrăzile sunt dificile (pământuri noi și moi și versanți afectați de alunecări vechi și noi). Toate acestea necesită lucrări de îmbunătățire a capacității portante a terenului de fundare și de stabilizare a versanților, folosind și tehnologii noi încă insuficient cunoscute ca mod de comportare în exploatare. În consecință, articolul dezvoltă necesitatea urmăririi în “situ” a lucrărilor de terasamente și consolidări autostrăzi și trece în revistă principiile de organizare a unui sistem modern de urmărire în 3 etape a terasamentelor și versanților adiacenți autostrăzii. De asemenea, clasifică parametrii ce trebuiesc urmăriți, insistând asupra acelora care activează mecanismele de cedare cât și a celor generați de vicii ascunse (antropice). În încheiere, articolul scoate în evidență importanța și avantajele unui astfel de sistem organizat pe plan departamental și necesitatea elaborării unui normativ specific, precum și necesitatea reactivării vechilor picheri pe principii moderne.

  1. FACTORI CARE RECLAMĂ MONITORIZAREA ÎN SITU A LUCRĂRILOR DE TERASAMENTE ȘI CONSOLIDĂRI AUTOSTRĂZI

Programul de construcție a autostrăzilor în România este în plină desfășurare. Până în prezent sunt 774 km de autostrăzi în exploatare și 153 km în execuție, o lungime destul de mare pentru demararea unui program departamental de monitorizare în situ a comportării acestor lucrări sub trafic (sarcini), strict necesar pentru luarea unor măsuri preventive și eficiente de asigurare a stabilității în exploatare a acestor lucrări.

Autostrăzile, prin specificul lor, ocolind localitățile, se construiesc în zonele de câmpie pe terenuri noi și moi, formate din pământuri contractile, pământuri pline de apă și cu vegetație specifică de baltă    (foto 1.1, 1.2, 1.3 si fig. 1.1).

   

Foto 1.1 și Fig.1.1 Rețea de fisuri caracteristice pământurilor contractile, conform NP 126/2010, anexa I

Foto 1.2                                                                                                                         Foto 1.3

În zonele de deal și de munte, autostrăzile trec pe lângă sau taie versanți naturali afectați de alunecări și frământări vechi și noi, așa cum se vede din imaginile fotografice alăturate (foto 1.4 si 1.5). În consecință, sunt necesare lucrări de stabilizare, asanare, captare torenți.

Foto 1.4                                                                                                                        Foto 1.5

De asemenea, traversarea râurilor se face cu poduri cu deschideri mari ceea ce face ca rampele să fie foarte înalte, de peste 12.00m – 14.00m, ce pot conduce la tasări importante atât a terasamentelor cât și a terenului de fundare, tasari care trebuiesc urmărite în timp.

Terenurile noi și moi pe care se fundează autostrăzile, necesită lucrări de îmbunătățire a caracteristicilor fizice și mecanice pentru asigurarea capacității portante care trebuie să preia sarcinile statice date de construcția însăși cât și cele dinamice date de traficul intens. Noile metode de îmbunătățire a pământurilor slabe de fundare, privesc introducerea pe scară largă a geosinteticilor, a tehnicilor de injectare și consolidare în adâncime, necesitând astfel o urmărire în timp (perne de balast învelite în geotextil consolidate cu geogrile, geocelule, jet grouting, vibrocompactarea în adâncime, etc. – fig. 1, 2, 3 si 4).

Fig.1

Fig.2

Fig. 4                                                                                       Fig. 5

2. PRINCIPII DE ORGANIZARE A UNUI SISTEM MODERN DE URMĂRIRE ÎN SITU PENTRU TERASAMENTE ȘI CONSOLIDĂRI AUTOSTRĂZI

Așa cum s-a demonstrat în capitolul 1, este imperios necesar ca aceste construcții să fie urmărite în timp iar urmărirea trebuie să înceapă încă din faza de execuție și să se desfășoare neîntrerupt pe toată durata de viață.

În principal trebuiesc urmărite următoarele categorii de lucrări:

  1. a) versanți naturali adiacenți autostrăzii, aflați în zone cu probleme de instabilitate;
  2. b) lucrările de susținere și consolidare a versanților adiacenți sau a celor tăiați de autostradă precum și amenajările torenților activi;
  3. c) sistemele de colectare și evacuare a apelor pluviale de pe carosabil și împrejurimi, funcționarea drenurilor adânci;
  4. d) stabilitatea taluzurilor rambleurilor înalte (h≥10.00m) și a debleurilor adânci (h≥10.00m);
  5. e) tasarea și consolidarea în timp a terenurilor de fundare care au fost îmbunătățite;
  6. f) lucrările de apărări de mal și comportarea albiei râurilor în dreptul traversării autostrăzii.

Parametrii care se urmăresc și se măsoară pot fi clasificați în două categorii:

  • cei legați de mediul înconjurător:

= intensitatea traficului;

= nivelul apelor subterane;

= nivelul precipitațiilor (ploi, zăpezi, gheață);

= morfologia terenului adiacent, care în cazul ploilor abundente pot produce acumulări de ape și aluviuni la baza rambleurilor;

= degradări rezultate în urma accidentelor rutiere.

  • cei legați de răspunsul lucrării.

Aici se au în vedere în primul rând, parametrii care activează mecanismul de cedare a terasamentelor sau a versanților, cum sunt: presiunea apei din pori, parametrii rezistenței la forfecare, tasările terasamentelor și a terenului de fundare, adâncimea și direcția planurilor de alunecare, etc.

În al doilea rând, trebuie să se aibă în vedere apariția la “zi” a unor “vicii ascunse” legate în principal de execuție, cum sunt: introducerea în lucrare a unor pământuri cu materii organice, concrețiuni calcaroase, care în timp se dizolvă creând căi preferențiale de scurgere a apelor, declanșând fenomenul de “sufozie” care nefiind urmărit și controlat poate conduce la apariția fenomenului de rupere hidraulică. În imaginea fotografică de mai jos, este exemplificată existența unui astfel de sistem de urmărire in timp a fenomenului de sufozie (foto 9a si 9b).

De asemenea, furturile de material din rambleuri creează goluri ce conduc la pierderea stabilității taluzurilor și în final la distrugerea lucrării.

Luând ca model “Sistemul pentru urmărirea comportării construcțiilor hidrotehnice – NP 087/2003” și din experiența în domeniu, constatăm că urmarirea comportării terasamentelor și versanților trebuie facută în 3 etape:

etapa I – observații directe și inspecții vizuale care trebuie făcute de personal specializat și în mod constant. Când vorbim de personal specializat ne referim la “vechii picheri de drumuri”, ce trebuie reactivați.

Foto 9a si Foto 9b Sistem de urmărire în situ a fenomenului de “sufozie” pe DN67 km 167 

etapa II – urmarire specială, ce trebuie efectuată prin măsurători cu aparatură specială și care vizează în principal parametrii ce activează mecanismul de cedare descris anterior. De o importanță deosebită în această etapă, o constituie stabilirea poziției punctelor de măsurare, care trebuie să se facă în funcție de mecanismele de cedare.

Ambele etape se realizează cu metode specifice fiecarei lucrări în parte, stipulate într-un caiet de sarcini.

etapa III – analiza datelor obținute, interpretarea acestora, întocmirea rapoartelor de sinteza cu propuneri concrete privind încadrarea lucrării în una din următoarele stări: situație normală de exploatare, starea de atenție, starea de alertă și starea de intervenție.

 

  1. 3. CONCLUZII

În concluzie, organizarea și implementarea unui sistem departamental de urmărire în situ a lucrărilor de terasamente și versanți, prezintă urmatoarele avantaje:

  • prevenirea degradărilor și avariilor care pot conduce la scoaterea din exploatare pe perioade de timp mai mari sau mai mici și care conduc inevitabil la pagube materiale atât directe (lucrări de reparații sau refacere) cât și indirecte (trasee ocolitoare de mers, degradarea mărfurilor perisabile, etc.) dar și posibile pierderi de vieți omenești.

 

Cele mai importante degradări care pot apărea sunt:

– ruperea taluzurilor, debleelor sau rambleurilor;

 

– tasări diferențiate mari în corpul terasamentelor și a terenului de fundare ce se transmit la suprastructură, ce conduc la apariția de fisuri longitudinale;

– apariția deformațiilor plastice evidențiate prin umflarea terenului de fundare în fața taluzurilor de rambleu sau debleu, refularea laterală a terasamentelor, iar în final fisurarea, ruperea și scoaterea din funcțiune a lucrării;

– dezvelirea fundației podurilor aflate în albia râurilor, distrugerea pragului de fund datorită afuierilor.

  • realizarea unei baze de date tehnico-științifice legate de cunoașterea fenomenelor ce se produc în corpul terasamentului sau a lucrării de susținere (variația presiunii interstițiale, starea de eforturi în zonele sensibile, variația parametrilor rezistenței la forfecare, rata consolidării în timp, etc.). Cunoașterea mai aprofundată a acestor fenomene conduce fără doar și poate la confirmarea ipotezelor de calcul și îmbunătațirea procesului de proiectare a unor astfel de lucrări;
  • reducerea impactului lucrării asupra mediului înconjurator.

 

Ca urmare, se fac următoarele propuneri:

– elaborarea normativului privind implementarea sistemului de urmărire a comportării terasamentelor și versanților adiacenți autostrăzilor și variantelor ocolitoare, având la bază modelul de urmărire elaborat pentru construcțiile hidrotehnice.

– organizarea de către Compania Națională de Administrare a Infrastructurii Rutiere prin A.P.D.P. a unor cursuri de specializare pentru personalul care va face observațiile directe și inspecțiile vizuale.

Prezentarea de față are drept scop de a scoate în evidență importanța și avantajul elaborării și implementării unui sistem propriu de urmărire în situ a lucrărilor de terasamente de la autostrăzi și care are menirea să reducă drastic defectele și degradările ce au aparut în ultimul timp, atât la sectoarele de autostrăzi în lucru cât și la cele date în exploatare.

 

  1. ALTE CONSIDERAȚII

Aducem mulțumiri domului Constantin Flămânzeanu director general al SC CONS DRUM SRL și membru A.P.D.P, pentru organizarea sistemului de urmărire în situ a fenomenului de “sufozie” de pe DN67 – km 160.

 

  1. BIBLIOGRAFIE
  • Barariu, ”Degradări ale terasamentelor căilor de comunicații: cauze și măsuri” – Revista ”Drumuri și poduri”, nr.169, iulie 2017;
  • Legea Nr.10/1995 privind Calitatea în Construcții, republicată in M.O. 765/2016;
  • NP 087/2003, Normativ pentru urmărirea comportării construcțiilor hidrotehnice;
  • Bucuța, ”Urmărirea comportării Construcțiilor Hidrotehnice. Alcătuirea și exploatarea sistemului de urmărire specială”. Buletinul informativ CisC, nr.2/2005.