Raport Tehnic

Identificarea conditiilor geotehnice de fundare si evaluarea stabilitatii preliminara a stabilitatii taluzurilor si versantilor pe traseul de drum care uneste localitatile Vintila Voda si Niculesti, DJ203K, Judetul Buzau

Cuprins

1. Scopul documentatiei tehnice

2. Aspecte geomorfologice si geologice generale

3. Caracterizarea geologica, geomorfologica si hidrografica a amplasamentului analizat

4. Zonarea seismica a amplasamentului analizat

5. Adancimea de inghet in zona amplasamentului analizat

6. Aspecte geotehnice cu privire la amplasamentul analizat

6.1 Descrierea amplasamentului si litologia terenului de fundare

6.2 Scurgerea apelor de suprafata si hidraulica subterana

6.3 Stabilitatea versantilor

7. Concluzii

Lista figurilor

Figura 1: Morfologia amplasamentului analizat

Figura 2: Morfologia amplasamentului analizat - detaliu

Figura 3: Geologia amplasamentului analizat

Figura 4: Natura pamanturilor in amplasamentul analizat

Figura 5: Morfologia amplasamentului analizat

Lista Anexelor

1. Scopul documentatiei tehnice

Prezentul Raport Geotehnic este emis la solicitarea ??? si are ca obiect identificarea conditiilor geotehnice de fundare, a problemelor de stabilitate a taluzelor si versantilor adiacenti si lucrarilor conexe traseului de drum cuprins intre localitatile Vintila - Voda si Niculesti, judetul Buzau (a se vedea Figura 1 si Figura 2).

Documentatia tehnica se constituie ca un punct de vedere tehnic al Elaboratorului si se bazeaza pe documentatia tehnica pusa la dispozitie de Beneficiar (traseu de drum cu lucrari conexe si aerofotograma cu zona de traseu de drum analizata), pe datele preluate cu ocazia vizitei tehnice efectuate in data de 11 Septembrie 2008 si pe baza de date geologice, geomorfologice si hidrogeologice ale Elaboratorului (baza de date).

Figura 1: Morfologia amplasamentului analizat

Figura 2 Morfologia amplasamentului analizat - detaliu

2. Aspecte geomorfologice si geologice generale

Din punct de vedere geomorfologic, amplasamentul cercetat se gaseste in cadrul Subcarpatilor Buzaului in zona culoarului vaii Sarata.

Din punct de vedere geologic perimetrul cercetat face parte din zona de molasa a Carpatilor de Curbura, zona care s-a individualizat la inceputul Miocenului, ca urmare a ridicarii unitatilor flisului extern. Prin ridicarea flisului extern la marginea estica a acestuia s-a individualizat o depresiune marginala cu subsidenta foarte activa.

In structura actuala molasa carpatica constituie unitatea tectonica cunoscuta sub numele de "panza subcarpatica".

Procesul de acumulare a dopozitelor molasei si-a inceput debutul odata cu inceputul Miocenului. Un prim ciclu de sedimentare se incheie in Sarmatianul timpuriu, cand paroxismul moldavic a dus la incalecarea molasei carpatice peste unitatile de vorland individualizandu-se unitatea subcarpatica. Ulterior, la sfarsitul Sarmatianului inferior, se reia ciclul de sedimentare care va continua pana in Pliocen. In acest fel a luat nastere o molasa superioara care acopera transgresiv formatiunile mai vechi si urma sariajului moldavic.

Sursa de alimentare cu material terigen a bazinului molasei in Miocenul timpuriu a constituit-o aria carpatica in curs de ridicare si unitatile de vorland. In a doua jumatate a epocii Miocene si in Pliocen acest rol l-a avut doar aria carpatica.

Materialul acumulat este foarte eterogen: se pot intalni depozite incepand cu conglomerate grosiere pana la pelite, carora li se adauga calcare, evaporite, carbuni, tufuri, tufite, etc.

Subcarpatii Buzaului apartin asa-numitei "Zone a Cutelor Diapire" caracterizata prin patrunderea unor samburi de sare, de forme si dimensiuni variate, prin bolta anticlinalelor. Formatiunea salifera care afloreaza in "Zona Cutelor Diapire" este denumita formatiunea salifera superioara avand varsta badeniana. Aceasta este constituita dintr-o megabrecie cu matrice argiloasa marnoasa, nisipoasa, cu gipsuri si sare (marne rosi, marne cu globigerine, sisturi cristaline, sisturi verzi, roci eruptive, calcare mezozoice, etc.). Marea variabilitate a elementelor remaniate se explica prin faptul ca ele provin din dezagregarea unor conglomerate din aria furnizoare de material terigen. Peste aceste formatiune apar sisturi argiloase de tipul disodilelor "sisturile cu radiolari", si formatiunea marnelor cu Spiratella peste acestea din urma.

La sfarsitul Badenianului aria molasei carpatice a fost afectata de miscari care au atins paroxismul in Volhinian, cand au avut loc miscarile moldavice. Acestea au dus la ridicarea in continuare a ariei carpatice antrenand si aria molasei. Apele s-au retras de pe cea mai mare parte a ariei molasei. Numai in zona Subcarpatilor Buzaului aria molasei a ramas submersa, ceea ce a dus la depunerea suitei complete a Sarmatianului. In aceasta parte primele depozite sarmatiene sunt reprezentate de marne albicioase.

La sfarsitul Volhinianului, apele care fusesera refulate catre vorland, revin si acopera o parte a zonei de molasa. Depozitele Volhinianului superior au caracter transgresiv fiind reprezentate prin marne, dar are numeroase variatii litiofaciale putand aparea un facies calcaros recifal sau de nisipuri calcaroase, grezoase. Basarabianul este dezvoltat prin conglomerate si calcare oolitice sau lumaselice, sau calcare recifale. In zona centrala a Zonei Cutelor Diapire apare un facies predominant marnos.

Pliocenul urmeaza in partea sudica si estica a molasei carpatice in continuitate de sedimentare peste depozitele miocene. In general Pliocenul este reprezentat prin depozite pelito psamitice de apa dulce a caror grosime variaza de la cateva sute de metrii la cateva mii de metrii in zona de curbura unde subsidenta a fost foarte activa.

In general depozitele Meotianului sunt reprezentate prin nisipuri si argile in care apar frecvent material cineritic si gresii oolitice.

Pontianul este reprezentat prin depozite predominant marnoase cu intercalatii subtiri de nisipuri si foarte rar strate de carbuni. Local mai pot fi intalnite depozite grosiere si gresii oolitice si calcare lumaselice.

Dacianul este reprezentat printr-o alternanta de nisipuri si gresii intercalatii de marne si argile cu carbuni.

Romanianul urmeaza in continuitate de sedimentare si sunt reprezentate prin argile si marne cu fauna dulcicola, cu carbuni.

Ultimele deformari care au afectat panza subcarpatica sunt rezultatul miscarilor valahice din Pliocenul Terminal. Acestea au condus la stabilirea raporturilor tectonice intre molasa inferioara si cea superioara si au influentat cutarea in stil diapir a ansamblului molasic din sectorul valah al panzei. Cutele diapire, care constau in strapungerea depozitelor mai noi de catre un sambure de sare sau argile cu sare mai vechi, se caracterizeaza prin anticlinale inguste separate de sinclinale largi.

3. Caracterizarea geologica, geomorfologica si hidrografica a amplasamentului analizat

Din punct de vedere geologic (a se vedea Figura 3) zona amplasamentului apartine zonei de molasa neogena (corespunde reliefului de dealuri si depresiuni subcarpatice) unde intalnim depozite Pliocene (Pontian, Dacian) alcatuite din gresii, marne, marne nisipoase, dar si depozite cuaternare (Holocen Superior) formate din nisipuri, pietrisuri si nisipuri argiloase (a se vedea Figura 4). Acestea din urma sunt intalnite in special in albiile raului Slanic.

Figura 3: Geologia amplasamentului analizat

Figura 4: Natura pamanturilor in amplasamentul analizat

Din punct de vedere morfologic (a se vedea Figura 5) zona studiata este situata in zona corespunzatoare dealurilor si depresiunilor subcarpatice. Etajul subcarpatic prezinta o mare diversitate, densitate si intensitate a proceselor geomorfologice (datorita rocilor friabile, fragmentarii intense a reliefului, pantelor relativ mari, distrugerii padurilor, precipitatiilor foarte variate si unei intense interventii antropice). Aici domina alunecarile de teren, combinate cu torentialitate si torenti noroiosi pe versantii dealurilor, la care se adauga pluvio-denudarea si spalarea in suprafata pe toate terenurile despadurite, arate si cu panta mare. Intre acestea, interfluviile relativ plate sunt mai putin erodate, dar acestea sunt reduse ca suprafata.

Figura 5: Morfologia amplasamentului analizat

Harta Geomorfologica

Din punct de vedere hidrografic, zona se situeaza in bazinul raului Slanic, afluent pe partea stanga al raului Buzau.

Din punct de vedere climatic zona studiata apartine sectorului cu clima continentala, tinutului cu clima de dealuri caruia ii sunt caracteristice verile foarte calde si uscate (cu precipitatii cel mai adesea sub forma de averse) si iernile reci, marcate din cand in cand de viscole puternice, dar si de intervale de incalzire care provoaca topirea stratului de zapada.

4. Zonarea seismica a amplasamentului analizat

Conform P100/1-2006 se reda reprezentarea actiunii seismice pentru proiectare prin hazardul seismic si valoarea perioadei de control. Acestea sunt hazardul seismic descris de valoarea de varf a acceleratiei orizontale a terenului a_g determinata pentru intervalul mediu de recurenta IMR, corespunzator starii limita ultime, ce are valoarea a_g=0.32g si valoarea perioadei de control (colt) T_c=1.6 sec a spectrului de raspuns pentru zona amplasamentului.

5. Adancimea de inghet in zona amplasamentului analizat

Conform STAS 6054/77 "Teren de fundare - Adancimi maxime de inghet - Zonarea teritoriului Romaniei", in amplasamentul studiat adancimea maxima de inghet este de 90-100cm.

6. Aspecte geotehnice cu privire la amplasamentul analizat

6.1 Descrierea amplasamentului si litologia terenului de fundare

Amplasamentul cercetat in prezentul raport tehnic a cuprins traseul de drum care uneste localitatile Vintila Voda si Niculesti, judetul Buzau, traseu de drum care apartine DJ203K. Traseul de drum analizat urmeaza cursul raului Slanic, pe partea stanga a acestuia, de la intersectia acestuia cu raul Pecineaga si pana la intrarea in localitatea Niculesti.

In drumul judetean se constata existenta unui sistem de fisuri (fracturi) completate de denivelari de cca. 30-60 cm adancime, care afecteaza aproximativ longitudinal drumul. Acestea sunt completate in sectiune transversala de probleme de stabilitate a taluzelor si versantilor, de probleme de drenaj natural si controlat a apei din precipitatii si subterane (curgerea de suprafata si de adancime).

Absenta lucrarilor de drenaj pentru amplasamentul analizat (traseul de drum) genereaza fenomene de pierdere de stabilitate ale si antrenarea unor mase importante de pamant din versantul impadurit adiacent. Deficientele de drenaj coroborate cu morfologia amplasamentului si in special cu geologia acestuia reprezinta factori decisivi in producerea instabilitatii zonelor adiacente traseului de drum.

Exploatarea teraselor in scopul obtinerii de sursa de material pentru terasament, fara o analiza atenta a efectelor pe care aceasta actiune o poate avea asupra echilibrului de mase de pamant, poate genera pierdere de stabilitate in zona traseului de drum analizat.

La data primelor cercetari geotehnice - geologice in zona amplasamentului analizat (traseu de drum aferent localitatilor Vintila Voda - Manzalesti, octombrie - decembrie 2006, raul Slanic facea un meandru, traseul raului erodand versantul stang la baza traseului de drum analizat. Adancirea continua a fundului albiei raului si erodarea malului stang a condus la declansarea unor alunecari regresive la partea inferioara a ambilor versanti ai raului. Se poate constata ca aceasta este starea generala a pantelor inferioare ale raului Slanic, care sunt afectate de numeroase alunecari de teren.

In urma cartarii geotehnice efectuate la data efectuarii de studii de prefezabilitate in zona indicata s-au identificat surse de apa (paraie) care isi au originea la contactul materialului deluvial desprins din versantul muntilor si depus la baza pantei, cu roca argiloasa marnoasa care este in substrat.

Totodata s-a determinat ca in perimetrul cercetat, in zona populata, exista numeroase fantani care sunt in cea mai mare parte folosite ca rezervoare (localnicii introduc apa in fantani din reteaua de alimentare a localitatilor de pe traseul de drum analizat). Pana la realizarea sistemelor de alimentare cu apa a localitatilor, apa din versant era foarte putina cantitativ, aceasta fiind prezenta doar dupa ploi foarte abundente sau in urma topirii zapezilor.

La partea inferioara a versantilor adiacenti raului Slanic, se identifica numeroase suprafete de desprindere cu evolutie regresiva, in unele locuri taluzul malului stang al raului avand inaltimi mari de cca. 25.0-30.0m.

Litologia terenului pe traseul de drum analizat, litologie prezentata ca o stratificatie generala de calcul pentru zona de traseu analizata, se constituie din urmatoarele formatiuni principale:

- sol vegetal - grosimea stratului de sol vegetal este variabila (de la 0.00m la 0.40m functie de sectiunea analizat si de destinatia terenului adiacent traseului de drum),

- argila galben roscata, cu intercalatii cenusii, cu fragmente de gresii, plastic vartoasa (strat superior de deluviu de panta a carui grosime variaza de la 0.50m la 1.50m),

- argila prafoasa nisipoasa, cafenie negricioasa, cu fragmente mici de gresii si cu intercalatii cenusii marnoase, plastic vartoasa (strat superior de material coeziv a carui grosime variaza de la 1.00m la 1.50m),

- argila nisipoasa la nisip argilos, galben roscat cu intercalatii cenusii (marnoase) cu fragmente de gresii alterate, plastic vartoasa la plastic consistenta, material a carui consistenta variaza foarte rapid la variatiile de umiditate (la imersare) (strat superior de material slab coeziv a carui grosime variaza de la 2.50m la 3.50m),

- argila marnoasa cenusie cu intercalatii cafenii, plastic vartoasa (strat superior de material coeziv a carui grosime variaza de la 1.50m la 2.50m),

- fragmente de gresii, alterate intr-o masa de argila nisipoasa galben roscata, plastic vartoasa la plastic consistenta (strat superior de material coeziv a carui grosime variaza de la 3.50m la 4.50m),

- strat de gresii masive care a fost interceptat in foraje la adancimi cuprinse intre 12.0m si 16.0m.

In forajele geotehnice efectuate in amplasamentul traseului de drum analizat (adiacent acestuia - in acostament si in zonele in care sunt prezente fenomene de instabilitate a maselor de pamant) au fost interceptate slabe infiltratii de ape subterane la adancimi cuprinse intre de 4.0m si 8.0m adancime fata de cota terenului natural. Este de mentionat faptul ca nu in toate forajele de prospectare geotehnica efectuate in zona au fost interceptate infiltratii.

Litologia zonei in sectiune transversala, prezenta infiltratiilor, neomogenitatea pe adancime a terenului de fundare, geometria sectiunii transversale a traseului de drum analizat, valorile de trafic inregistrate in ultimii ani si in special modificarile importante de albie inregistrate de traseul raului Slanic (zone de eroziune la baza versantului) reprezinta cauze majore care genereaza problemele de capacitate portanta si instabilitate din amplasament.

Pentru traseul de drum analizat se poate identifica

- in zone de debleu sau in zonele cu profil transversal mixt, catre versant, un fundament constituit in special din material coeziv cu sparturi de roca (gresii), cenusiu galbui (deluviu de panta) peste care se dezvolta infrastructura traseului de drum cu straturile de fundare aferente,

- un terasament realizat prin compactare, din material local, terasament puternic afectat de fenomene de instabilitate ca urmare a geometriei, pantelor excesive, lipsei sistemului de drenaj perimetral, conditiilor de trafic, infiltratiilor de apa in corpul rambleului si aparitia unor fenomene locale de spalare a materialului granular din terasament (antrenare de parte fina cu efecte asupra capacitatii portante si stabilitatii sectiunii transversale).

6.2 Scurgerea apelor de suprafata si hidraulica subterana

La stabilirea si verificarea solutiile de fundare trebuie sa se tina seama si de aspectele legate de curgerea apelor de suprafata si subterane. Este obligatoriu ca inainte de inceperea lucrarilor in amplasament sa se realizeze (conform Proiect Tehnic) un sistem de drenaj care sa mentina un nivel constant al apelor subterane si sa preia si sa transmita, in conditii de siguranta, debitele captate in mod natural din amonte. Datele necesare Proiectului de Epuisment vor fi furnizate de Studiul Geotehnic si Hidrogeologic si de Ridicarea Topografica de Detaliu realizata si in afara limitelor amplasamentului (traseului de drum).

6.3 Stabilitatea versantilor

Sistematizarea pe verticala a amplasamentului, morfologia zonei, prezenta nivelului variabil al apei subterane si sursa de alimentare a acesteia coroborat cu regimul de curgere al apelor pe versantii naturali impun lucrari de consolidare si drenaj perimetral.

Aceste lucrari de consolidare sunt dictate de rezultatul analizelor de stabilitate in conditii statice si dinamice care, la o simpla analiza de stabilitate indica faptul ca factorul de stabilitate in conditii statice este subunitar.

Pentru sectiuni caracteristice de pe traseul de drum analizat, pentru o litologie si valori estimate ale parametrilor rezistentei la forfecare ale pamanturilor si traficului au fost efectuate calcule de stabilitate in conditii statice si dinamice ale caror rezultate indica urmatoarele concluzii generale:

- stabilitatea sectiunii transversale de drum (locala si in special cea generala) nu este asigurata in conditii dinamice (cea in conditii statice fiind la limita, F_s~1.0-1.1),

- litologia terenului si morfologia acestuia impun sectiuni de calcul ce afecteaza care acopera intreaga lungime a zonei de la cumpana apelor la albia minora a raului,

- regimul apelor subterane si conditiile de trafic reprezinta factori majori de reducere a factorului de siguranta la alunecare,

- modificarea albiei minore a cursului raului Slanic, conditiile hidrologice extreme inregistrate in ultimii 2-3ani reprezinta cu certitudine un factori declansator al instabilitatii in zona,

- geologia amplasamentului implica luarea in considerare a unei grosimi a masei de pamant care aluneca de cel putin 10.0-15.0m (in marea majoritate a sectiunilor traseului), cu antrenarea de volume importante de pamant si terasament,

- calcule de stabilitate efectuate prin metode de echilibru limita indica in sectiunea drumului (amonte si aval de aceasta) valori de impingere (in conditii statice) cuprinse intre 250kN/ml si 450kN/ml,

- diagramele de valori de impingere pe directie orizontala (dezvoltare in sectiune transversala si ordinul de marime) impun lucrari de consolidare de mare amploare avand in vedere ca zonele in care se poate interveni pentru preluarea acestor valori sunt limitate (din punct de vedere al accesului si al eficientei asupra preluarii incarcarilor),

- natura lucrarilor de consolidare posibil de realizate este cea a pilotilor si coloanelor (>f600-800mm), lucrari de sprijin realizate adiacent traseului de drum si in zona aval a sectiunilor de calcul (adiacent traseului albiei raului Slanic), lucrari realizate cu interdistanta intre elemente si cu tehnologie adecvata (cu tubaj, recuperabil); lungimea elementelor de consolidare va fi de cel putin 20m (tinand cont de adancimea probabila la care se intercepteaza roca de baza reprezentata de gresii).

Analizele de stabilitate necesare a fi efectuate in sectiuni critice pentru traseul de drum analizat se bazeaza pe parametrii geotehnici specifici unor astfel de calcule si anume

- greutati volumice

- unghi de frecare interna si coeziune - valori de varf si valori reziduale, obtinute din incercari CU si CD (forfecare directa si/sau triaxial)

analize bazate cu o cunoastere in detaliu a morfologiei, a cotei de interceptate a "rocii de baza", a nivelului apei subterane, a lucrarilor care vor afecta sectiunea transversala analizata (lucrari de terasamente, trafic, modificari ale regimului de curgere a apelor de suprafata si a celor subterane.

Deplasarile de mase de pamant in amplasament trebuie analizate din punct de vedere al impactului asupra stabilitatii versantilor sau lucrarilor de consolidare de proiectat.

7. Concluzii

Aspectele geotehnice identificate cu ocazia vizitei tehnice din amplasament pe traseul de drum analizat impun detalierea conditiilor geotehnice si anume

- elaborarea unui Studiu topografic de Detaliu,

- elaborarea unui Studiu Geotehnic si Hidrogeologic specific traseului de drum analizat,

- elaborarea unui Studiu de Stabilitate in sectiuni critice ale traseului de drum analizat.

Pe baza informatiilor obtinute din studiile mentionate se vor intocmi Proiecte Tehnice pentru Sistemul de Drenaj si Lucrarile de Consolidare necesare a fi aplicate.

Intocmit,

Ing. Andrei Constantin Olteanu

Bucuresti, 20 Septembrie 2008