SUBANSAMBLURI SI ELEMENTE STRUCTURALE ALE CONSTRUCTIILOR CIVILE

FUNDATII SI SUBSOLURI

Infrastructura. Elemente componente:

Infrastructura este partea inferioara a cladirii compusa din fundatii, subsol construit, canale pentru retele tehnico sanitare, hidroizolatii si alte lucrari de protectie.

Fundatia este partea principala a structurii de rezistenta a cladirii prin care se realizeaza incastrarea constructiei in terenul de fundare si transmiterea eforturilor rezultate din ansamblul actiunilor exterioare la pamant. Totodata prin intermediul fundatiilor se transmit structurii eforturi rezultate din miscarile terenului determinate de actiunile seismice.

Tipuri de fundatii:

Principiul de calcul al fundatiilor este ca presiunea efectiva adisa de acestea terenului de fundare sa nu se depaseasca valorile admisibile ale eforturilor unitare (Pconv corectat). In consecinta fundatiile pot fi:

Fig. 1. Tipuri de fundatii: a) izolata; b) continua; c) retele de grinzi; d) radier;

e) talpa rezemata pe piloti

-Fundatii directe - au o suprafata marita de rezemare pe teren situata la adancime mica

izolate - rigide, lucrand la compresiune

izolate - elastice, din beton armat

continue - rigide

continue - elastice

retele de grinzi

radiere

-Fundatii indirecte - au o suprafata laterala mare de transmitere a incarcarilor la teren

Fig. 2. Cladire fara subsol, cu fundatii directe

Subsolurile sunt spatii utile cuprinse in cadrul infrastructurilor:

subsoluri tehnice

anexe gospodaresti

puncte termice

spatii comerciale sau social culturale

garaje

depozite, etc.

Principiul de realizare a unui subsol construit se bazeaza pe valorificarea volumului situat intre pardoseala parterului si fundatii care uneori sunt dispuse la distante relativ mari.

Tipuri de subsoluri:

- subsol tehnic - cu inaltime redusa in cazul in care realizarea unui subsol construit utilizabil nu se justifica, dar este necesar a se crea spatii vizitabile pentru amplasarea retelelor tehnico-sanitare.

-Subsol partial - ocupa numai o parte din suprafata imobilului respectiv

-Demisol subsol ingropat partial avand ferestre peste cota terenului natural sau amenajat.

-Subsoluri etajate - consecinta a cresterii inaltimii suprastructurii

Fig. 3.a Cladire cu subsol tehnic

Infrastructura este expusa infiltrarii apelor subterane si de suprafata si a actiunii corozive a acestora. Pentru protectie se iau masuri de colectare si indepartare a apelor, se utilizeaza la realizarea infrastructurii betoane cu caracteristici adecvate, se executa, hidroizolatii, socluri, trotuare, drumuri.

Datorita interactiunii termice a infrastructurii cu terenul de fundare, in unele cazuri se executa lucrari de izolatii termice subterane dispuse pe conturul constructiei.

Fig. 3.b Cladire cu demisol pe teren cu panta mica

Hidroizolatii clasice la fundatii si subsoluri

Izolatiile hidrofuge (hidroizolatiile) sunt lucrari de protectie ce impiedica patrunderea umezelii apelor meteorice , apelor freatice sau tehnologice in interiorul constr. sau in elementele constructiei.

Hidroizolatiile la fundatii si subsoluri previn umezirea cladirii din surse aflate in terenul de fundare ori la suprafata acestuia .

La proiectarea si executarea hidroizolatiilor infrastructurii se tine seama ca acestea sunt lucrari ascunse greu de controlat si reparat, astfel incat trebuie sa prezinte conditii superioare calitate si o durabilitate mare egala in principiu cu cea de exploatare a constructiei.

Totodata la proiectarea si executarea hidroizolatiilor se tine seama de caracteristicile hidrologice ale pamantului de fundare.

In stratificatia pamantului de fundare, in functie de gradul de saturare cu apa, se disting:

- zona cu pori si capilare pline cu apa

- zona cu pori si capilarele partial pline cu apa (pamant nesaturat)

- zona aparent uscata (apa de higroscopicitate)

Sursele de umezire:

Apa din terenul de fundare provine din diferite surse

- din panza de apa freatica - este apa retinuta de un strat inferior impermeabil, are un nivel variabil. Este alimentata din precipitatii si de surse accidentale, se scurge lent catre izvoare.

- din ape meteorice - a caror importanta depinde de amplasamentul constructiei

- in apele uzate - ca urmare a unor defectiuni la conductele ingropate care contin apa. Pot determina cedari de terenuri sensibile la inmuiere, actiuni corozive asupra fundatiilor.

Fig.4 Zone de saturare cu apa in terenul de fundare

Fig. 5. Apa subterana

Migratia apei sub influenta a diferiti factori (gravitatia, presiunea hidrostatica, fortele capilare, presiunea partiala a vaporilor de apa) are loc in terenul de fundare in special pe verticala.

Permeabilitatea terenului la apa:

In ceea ce priveste terenul de fundare si in special permeabilitatea acestora, se disting:

- pamanturi cu permeabilitate mare - (pietris, nisip) - pamanturi formate din roci necoezive care permit scurgerea rapida a apei sub influenta gravitatiei.

- pamanturi cu permeabilitate redusa - straturile din roci dezagregate, slab coezive sau coezive. Impiedica scurgerea rapida a apei, in consecinta favorizeaza infiltrarea apei in constructie.

Pentru realizarea exigentelor de performanta de durabilitate la fundatii si subsoluri este necesar sa se tina seama de agresivitatea naturala a apelor subterane si a celor uzate care scapa accidental. Coroziunea poate fi de diverse tipuri in functie de natura agentului agresiv.

Fig. 6. Migratia apei in pamant

1.2.1. Clasificarea hidroizolatiilor la fundatii si subsoluri

A. In raport cu sursa de umezire si modul de actiune a apei:

- hidroiz. impotriva umiditatii pamantului, care impiedica absorbtia apei din terenul de fundare.

- hiz. impotriva apelor fara pres. hidrostatica, situate deasupra nivelului max. al panzei freatice.

- hidroizolatii impotriva apelor cu presiune hidrostatica aflate sub nivelul maxim al apelor freatice (sau al apei din interiorul constructiei - cazul rezervoarelor, piscinelor)

B. In raport cu modul de comportare si a modului cum urmaresc suportul, hidroizolatiile sunt:

- elastice, care i-si pastreaza etanseitatea in limitele admisibile de deformare a suportului.

- rigide care nu pot urmarii deformatia suportului pierzandu-si etanseitatea la aparitia fisurilor in suport.

C.   In functie de materialele folosite:

- bituminoase - realizate din materiale bituminoase sau mortare asfaltice;

-din mase plastice - folii din polimeri, pelicule, profile;

-mortar de ciment sau paste de ciment cu sau fara adaos de mat. de impermeabilizare;

- metalice - foi sau folii met. simple sau in combinatii cu alte materiale hidroizolatoare.

D.   In functie de temperatura masei de lipire si etansare:

- etanse la cald - folosesc mase de lipire si etansare aplicate in stare topita;

- executate la rece - folosesc mase de lipire si etansare aplicate la temperatura normala.

E.   In functie de modul de aplicare:

- prin vopsire, realizate din straturi continui impermeabile la apa, din mase bituminoase sau plastice aplicate succesiv la cald sau la rece prin vopsire pe stratul suport;

- din straturi (foi) multiple, lipite intre ele si pe stratul suport (semiflotante) sau nelipite pe stratul suport (flotante).

1.2.2. Materiale pentru hidroizolatii

La realizarea hidroizolatiilor se folosesc:

Materiale de etansare:

bitumuri ;

mase bituminoase;

foi impermeabile.

Materiale pentru armarea straturilor de etansare :

foi impregnate;

tesaturi impregnate.

materiale auxiliare:

filer de calcar;

cenusa termocentrala;

ciment;

benzina;

benzi de tabla;

chituri;

nisip.

Hidroizolatii:

la cald - bitumuri si folii bituminate

la rece - materiale pentru amorsare lipire si etansare si foi bituminate.

Bitumurile:

produse oxidate din petrol parafinoase sau neparafinoase si sunt folosite pentru imprejurare, lipire si etansare

impermeabile la ape

deformabile la cald

deformabile la solicitari bruste si la temperaturi scazute se comporta ca orice material casant

recomandate pentru hidroizolatii :

bitumuri pentru lucrari de hidroizolatii, tip H;

bitumuri cu adaos de cauciuc, tip SAC;

bitum industrial parafinos, tip IP.

Masele bituminoase:

solutii bituminoase (bitum taiat) - bitum dizolvat in solventi organici (benzina, motorina, white-spirt, A si C) in proportie de 3070% bitum si restul solventi (executate la rece pe suprafete uscate) - folosite pentru imprejurare, lipie si etansare;

masticuri bituminoase - amestecuri de bitum topit cu cel mult 30% material de umplutura (filer de calcar, cenusa termocentrala, azbest) - folosite la etansari si lipirea straturilor hidroizolatoare

Foile bitumate:

carton celulozic;

carton celulozic cu fire textile este impregnat cu bitum si este acoperit sau nu cu strat de acoperire;

tesatura din fibre de sticla bituminata (TSA), are ca suport o panza tesuta din fibre de sticla acoperita cu bitumuri si prevazuta cu nisip fin pe ambele fete;

impaslitura din fibre de sticla bituminata - perforata sau nu, acoperita sau nu pe ambele fete cu nisip sau pe o fata cu nisip si pe cealalta cu material cu granulatie mare;

panza bituminata - realizata din fire (liberiene, bumbac, poliesteri, etc.) tesute sau netede si este impregnata sau acoperita cu mastic bituminos.

Ansamblul masa bituminoasa - foi bituminate, dispuse in straturi alternative, are proprietati imbunatatite, se comporta bine la eforturi de compresiune, intindere sau forfecare, continuand sa reziste chiar si atunci cand elementul suport este fisurat.

Materiale bitumate cu folie de aluminiu

materiale la care folia de aluminiu, singura sau impreuna cu alte materiale are rolul de suport pentru bitumare;

material la care folia de aluminiu are rolul de placare a materialelor bitumate.

Emulsiile bituminoase :(cationica, anionica, tip CITOM ) se obtin ca dispersii ale particulelor de bitum in diferite medii (apa, mediu acid), in prezenta emulgatorilor (sapuniri, gelatina). Se aplica la rece chiar si pe suprafete umede.

Suspensiile bituminoase: (bitum filerizat) - bitum dispersat in apa cu ajutorul pastei de var (40% bitum, 20% var hidratat, si 40% apa). Suspensiile SUBIF se folosesc in metoda la rece. SUBIF + 2% fibre celuloza = chitul de bitum (CELOCHIT) folosit ca hidroizolant la rece.

1.2.3. Alcatuirea hidroizolatiilor

A.     Hidroizolatii care impiedica absorbtia apei din pamant:

Protectia constructiei impotriva umiditatii pamantului va avea in vedere:

prevenirea acumularilor de apa in ternul de langa cladire prin dispunerea unui strat filtrant din pietris si a drenului;

realizarea unor straturi de izolatie hidrofuga orizontala sub peretii interiori si exteriori;

dispunerea unui strat de intrerupere a capilaritatii din pietris si a unui strat separator (eventual a unei hidroizolatii orizontale) sub pardoseala primului nivel executat;

realiz. unei hiz. verticale pe intreaga suprafata a peretelui exterior, inclusiv pe socluri.

a. Hidroizolatii la cladiri fara subsol :

hidroizolatia orizontala se aplica atat la peretii exteriori cat si la cei interiori, la nivelul stratului de separatie, amplasat peste stratul de rupere al capilaritatii de la pardosea.

hidroizolatia verticala se aplica sub soclu (daca este cazul) si se ridica deasupra trotuarului cu minim 30cm, se protejeaza cu armatura armata.

Fig. 7. Hidroizolatii la cladiri fara subsol

b.       Hidroizolatii la cladiri cu subsol:

la peretii exteriori se executa:

2 hidroizolatii orizontale amplasate la niveluri diferite: inferioara - la nivelul hidroizolatiei pardoselii subsolului; superioara la minim 30 cm deasupra trotuarului si la minim 7 cm sub nivelul trotuarului.

1 hidroizolatie verticala pe fata exterioara aflata in contact cu pamantul, a peretelui exterior. Partea inferioara este racordata cu hidroizolatia orizontala a fundatiilor sau pardoselii, iar partea superioara se continua pe soclu.

Fig. 8. Hidroizolatii la cladiri cu demisol nelocuit

Protectia hiz. verticale se realizeaza cu zidarie dec caramida de 75 cm cu mortar de ciment.

la peretii interiori se executa numai hidroizolatie orizontala inferioara; asemanator ca si la peretii interiori de la constructiile fara subsol.

Fig. 9. Prevenirea a acumularilor de apa de langa cladire

B.     Hidroizolatii impotriva apelor fara presiune hidrostatica:

a.      La cladirile la care doar o parte din elemente sunt situate sub nivelul terenului

-hiz. se realiz. ca o bariera neintrerupta pe peretii ext., pe sub pardoseli (radier) si sub pereti.

Hidroizolatia verticala se executa:

a.1. pe peretele de rezistenta:

Executia din exterior comporta urmatoarele etape:

turnarea blocului de fundatie;

executia hidroizolatiei orizontale;

executia peretilor subsolului;

executia hidroizolatiei verticale;

executia peretelui de protectie.

Fig. 11. Hidroizolatie la peretii exteriori ai subsolului, cu executie din exterior

a.2. pe peretele de protectie

Executia din interior (situatie fortuita de faptul ca in jurul constructiei nu exista posibilitatea executarii sapaturilor) comporta urmatoarele faze:

turnarea blocului de fundatie;

executia hidroizolatiei orizontale;

executarea zidului de protectie a hidroizolatiei verticale;

realizarea hidroizolatiei verticale pe peretele de protectie;

executia peretelui exterior.

Fig. 12. Hidroizolatie la peretii exteriori ai subsolului, cu executie din interior

b.       La constructiile situate sub nivelul terenului

Impotriva apelor de infiltratie, meteorice sau a celor rezultate din procese tehnologice, care curg liber pe suprafata elementelor fara a crea presiune hidrostatica se vor realiza hidroizolatii executate:

din exterior

din interior

Fig. 13. Hidroizolatie la constructii de sub nivelul terenului

b.1. Hidroizolatie din exterior, pe peretele de rezistenta comporta urmatoarele faze:

executia betonului de egalizare de sub radier si hidroizolatia orizontala protejata cu un strat de mortar M50;M

se toarna radierul, protectia mustatilor de hidroizolatie;

se toarna peretele de rezistenta;

se toarna planseul constructiei;

se realizeaza hidroizolatia verticala;

se realizeaza protectia hidroizolatiei, dupa ce s-a inlaturat protectia mustatilor;

se executa hidroizolatia orizontala a planseului care se racordeaza pe peretele vertical cu hidroizolatie verticala pe o lungime de 30 cm;

se completeaza protectia verticala pana la nivelul planseului, se aseaza peste ea un strat orizontal de mastic bituminos;

se toarna stratul de protectie slab armat din beton (a hidroizolatiei orizontale);

se face o umplutura de pamant de minim 80 cm.

Protectia hidroizolatiei verticale se face cu zid de caramida intrerupta cu rosturi verticale la intervale de 5 cm, iar spatiul de 2-3 cm intre zidul de protectie si hidroizolatie se umple cu mortar.

Umplutura de pamant de langa zidul de protectie se face cu straturi de pamant bine maruntit, udate si bine compactate pentru a preveni formarea apelor de acumulare.

Protectia hidroizolatiei planseului se face cu beton B100, (5 cm grosime) armat cu plasa cu ochiurile Ø4/25, cu panta de minim 3%.

Fig. 1 Fazele de executie ale hidroizolatiei executate din exterior

b.2. Hidroizolatie executata din interior se realizeaza respectand urmatoarele faze

Fig. 15. Realizarea imbinarii dintre hidroizolatia orizontala de la radier si hidroizolatia verticala la executia din interior

se executa radierul;

se executa peretele de protectie vertical;

se executa hiz. orizontala si cea verticala facandu-se racordarea acestora;

se toarna radierul, peretii verticali si planseul

se dezveleste hidroizolatia verticala prin inlaturarea zidariei de protectie provizorie:

se executa hidroizolatia orizontala la planseu si se racordeaza cu hidroizolatia verticala.

C.Hidroizolatii impotriva apelor cu presiune hidrostatica:

Se realizeaza pentru fundatiile si subsolurile aflate sub nivelul maxim al panzei freatice sau atunci cand exista conditii de acumulare a apei langa constructie sau in cazul constructiilor care inmagazineaza ape (rezervoare, bazine, canale etc.).

Fig. 16. Scheme de principiu pentru hidroizolatii impotriva apelor cu presiune hidrostatica

Se respecta urmatoarele principii:

hidroizolatia se dispune continuu pe toata suprafata expusa infiltratiilor si cu cel putin 50 cm peste nivelul maxim al panzei freatice, formand astfel o cuva etansa.

presiunea exercitata asupra hidroizolatiei si transmisa de aceasta suportului sau trebuie echilibrata sau preluata de catre structura de rezistenta a cladirii (radier, pereti).

Fig. 17. Hidroizolarea unei constructii cu subsol, cand nivelul apei depasestecota pardoselii subsolului (schema de principiu)

Se aplica:

a) pe peretele de rezistenta cu presiune din exteriorul constructiei.

Fig. 18. Hidroizolatie impotriva apelor exterioare cu presiune

b)  pe peretele suport (din interior

Fig. 19. Hidroizolatie impotriva apelor cu presiune

hidrostatica inmagazinate in interior

Fazele de executie sunt asemanatoare cu cele ale hidroizolatiilor impotriva apelor fara presiune hidrostatica.