sapaturi mecanizate in spatii inguste

pot fi clasificate drept sapaturi in spatii inguste (sau foarte inguste) urmatoarele lucrari de terasamente:

saparea de santuri cu paramente verticale (sectiune dreptunghiulara; fig. 78- a);

sapare de santuri cu taluze (sectiune trapezoidala;fig. 78- b);

saparea de gropi de fundatie rectangulare (de adancime mica; fig. 78- c-sau de adancime mare; fig. 78- d);

sapare gropi cilindrice (de adancime mica sau mare; fig. 78- e;

saparea de santuri foarte inguste pentru drenuri sau cabluri (sau pozarea acestora fara saparea unui sant; fig. 78- f);

realizarea de gropi cilindrice cu forma aproximativa; pentru piloti , fara saparea si extragerea pamantului sapat (prin baterea si impingerea laterala a pamantului cu o mandrina; fig. 78- g).

Fig. 78

rola cablu;

cutit tip plug;

cablu pozat la cota de proiect;

U- adancime de taiere

mandrina care realizeaza gama prin cadere libera si impingerea laterala a pamantului (4);

ghidaj;

troliu de ridicare.

Saparea santurilor cu paramente verticale (sectiune derptunghiulara ) se poate realiza cu ajutorul excavatoarelor cu cupa inversa. Pentru aceasta operatie este necesar sa se foloseasca o cupa cu latimea egala cu latimea santului pe care dorim sa il realizam (exista cupe special construite, cu latimi mai mici , daca se sapa santuri relativ inguste). De asemenea se pot folosi brate mai lungi sau se pot adapta prelungitoare la bratele normale ale excavatoarelor (se utilizeaza de obicei excavatoare de capacitate mica, cu cupe de ordinul a 0.11.0 m³.

De obicei excavatorul incaleca axul viitorului sant dar exista si posibilitatea utilizarii unor brate cu manere articulate excentric (excentritati de pana la 2.50 m) care se pozitioneaza lateral fata de traseul saparii; fig. 79).

Fig. 79

sant sapat;

cupa;

maner excentric articulat la brat;

excentricitate de pozitionare a utilajului.

Pentru sapaturi in spatii inguste se pot utiliza si masini universale de sapare cu un brat telescopic. Acestea au lungimea bratului reglabila prin actionarea hidraulica iar cupa poate fi rotita tot hidraulic astfel incat sa se pozitioneze cu cupa dreapta, cu cupa innversa sau chiar cu pozitii intermediare, spre lateral (cupa este de pana la 1 m³; fig. 80). Ca toate utilajele de sapare pe pneuri si acest utilaj are picioare de calare hidraulica.

Fig. 80

brat telescopic;

cupa rotativa.

Se pot sapa santuri cu sapatoarele de santuri. Acestea pot fi realizate in solutii constructive: cu rotor cu mai multe cupe (fig. 81- a) sau cu lant cu cupe (sau raclete; fig. 81- b)

Fig. 81

rotor;

cupe;

2- raclete;

sens de lucru;

brat;

lant gall montat pe elinda (bratul suport).

Pamantul sapat cu utilajele din fig. 80 este depozitat lateral de sapatura (depozit provizoriu) cu ajutorul unui transportor cu banda.

Sapatoarele de santuri pot lucra de obicei pana la adancimi de 3.5 m. daca este necesar un sant cu cota de fund sub aceasta adancime utilajul va lucra in tandem cu un buldozer. Acesta va sapa o transee de adancimea necesara iar sapatorul de santuri va lucra de pe fundul acestei transei (fig. 82).

Fig. 82

A- sapare cu buldozerul;

B-  sapare cu sapatorul de santuri;

1, 2- adancimile de sapare.

Pentru saparea mecanizata a santurilor cu taluze (sectiune trapezoidala) se pot aplica doua metode:

pentru santuri largi se poate face saparea ca mai sus si apoi se face taluzarea cu alt utilaj (de exemplu autogrederul);

pentru sapaturi inguste se poate utiliza un excavator cu cupa inversa de forma trapezoidala sau o masina universala de sapare dotata cu o astfel de cupa (metoda se poate aplica pana la adancimi de ordinul a 1.50 m).

In ce priveste saparea unor gropi de fundatie rectangulare pot apare urmatoarele situatii:

gropi de fundatie izolate sau grupate dupa necesitatile viitoarei constructii, cu adancimi de ordinul a 0.8-2.0 m (in functie de adancimea de inghet si de natura terenului de fundatie);

gropi de fundatie de adancime mare, de tipul transeelor pentru executarea baretelor sau peretilor mulati (aceste lucrari pot juca rolul de fundatii de adancime dar pot fi destinate si impermeabilizarii unor gropi de fundatie largi, pentru a se putea lucra la uscat).

Pentru gropile de fundatie de adancime redusa se pot utiliza excavatoare hidraulice echipate cu cupa inversa sau cu graifar sau masinile universale de sapat (se poate utiliza echipamentul cu brat telescopic si cupa rotativa in jurul axului bratului, prezentat mai sus).

Daca gropile de fundatie sunt pe un aliniament comun (de exemplu, fundatiile pentru stalpii unei constructii in cadre) se poate recurge si la saparea unei transei cu sectiune dreptunghiulara, excavarea fundatiilor la pozitiile din proiect si umplerea cu pamant a spatiului dintre ele (fig. 83).

Fig. 83

Vedere de sus

fundatii izolate;

spatii umplute cu pamant;

B- latimea transeei (si a fundatiilor).

Daca sunt necesare sprijiniri nu se va lucra decat cu echipament de graifar.

Pentru gropile de fundatie de adacime mare (de tipul transeelor) se pot utiliza excavatoare hidrulice cu cupa inversa cu brat lung sau cu prelungitor montat la brat sau graifare hidraulice adaptate saparii in aceste conditii (brat telescopic pozitionat vertical, cupa in doua piese de latimea viitoarei transei).

Daca executam fundatii de adancime mare nu se pot executa sprijiniri si in aceasta situatie se poate aplica urmatoarea metoda:

se realizeaza sapatura pana la adancimea la care nu sunt necesare sprijiniri;

se repara si se introduce in sapatura un noroi bentonitic, care va juca rolul de sprijinire (bentonita este o argila speciala);

se sapa in continuare sub noroi bentonitic; in masura realizarii sapaturii se introduce in transee noroi bentonitic;

betonarea se realizeaza sub noroiul bentonitic, cu palnia si cu burlanul de betonare (care va trebui sa fie mentinut cu capatul inferior in betonul proaspat turnat pe circa 0.5-1.0 m);

in masura turnarii betonului, noroiul betonitic se recupereaza si se refoloseste (este trimis intr-un bazin de decantare iar apoi refolosit la alta transee sapata).

O portiune de transee (respectiv de fundatie sau perete mulat) realizata intr-o singura "muscatura" a cupei de graifar se numeste bareta (de exemplu, in procedeul Kelly, baretele au latime de 80 cm si lungime de 2.50 m). executand baretele cap la cap rezulta o transee continua.

Saparea gropilor cilindrice de adancime redusa (sub 6 m) se poate realiza cu ajutorul unei foreze cu sapa de tip melc (elicoidala fig. 84). Se pot realiza gropi cu diametrul de circa 0.25-1.20 m, destinate plantarii de stalpi, borne, indicatoare sau chiar arbori si, mai rar, in scopul de a realiza fundatii.

Fig. 84

SR- sens de rotatie

Saparea unor gropi cilindrice de adancime mare se poate intalni la realizarea de piloti, coloane sau chesoane deschise (solutii de fundare de adancime).

Pentru piloti (φ < 1 m) se folosesc diverse instalatii de foraj, fie pentru forare rotativa, cu sape de diverse forme, fie pentru sapare cu cupa graifar de forme special adaptate.

Forarea se executa de obicei cu tubaj metalic, recuberabil in momentul betonarii pilotului.

Se poate exemplifica cu procedeul Benoto: tubajul metalic dotat cu muchie taietoare (freza) este infipt prin rotire stanga-dreapta iar materialul din interior se sapa cu o cupa tip graifar, cu sectiune circulara.

In alte situatii gaura pentru executia pilotului se realizaza prin infigerea in teren a unui tubaj metalic (care impinge pamantul lateral). La betonare tubajul se recupereaza (procedeul Franki sau procedeul Simplex [26,28]).

Saparea santurilor foarte inguste, pentru pozarea unor instalatii de apa, de drenaj sau a unor cabluri electrice se poate realiza cu un sapator de santuri dotat cu elinda, lant gall si racleti, asemanator cu cel prezentat in fig. 81- b. diferenta este ca transeea realizata in acest caz va avea latimi de ordinul a 15-25 cm. Lansarea conductei sau a cablului se poate face aproape simultan cu realizarea sapaturii. Acest lucru apare ca necesar si pentru faptul ca sapatura nu poate fi sprijinita si risca surparea peretilor laterali si asupra transeei.

In cazul pozarii unor cabluri sau drenuri fara realizarea unei transei (procedeu descris in figura 78- f) se poate utiliza un tractor pe pneuri sau pe senile dotat cu un cutit (plug) vibrator. Adancimea de lucru (de pozare a instalatiei) este de pana la 0.9-1.0 m.

3.12 LUCRARI DE UMPLUTURI SI COMPACTAREA PAMANTULUI

lucrarile de umpluturi pot avea unul din urmatoarele scopuri

realizarea de depozite definitive din pamant rezultat din anumite sapaturi;

realizarea unor diguri, a unor terasamente pentru drumuri sau pentru cai ferate;

realizarea unor baraje din materiale locale sau a unor canale navigabile (in zone relativ restranse);

executarea unor platforme pentru obiective industriale, de agrement si sport, etc.

Tehnologia de executare a umpluturilor cuprinde, dupa caz, urmatoarele etape:

imprastierea in straturi a pamantului provenit din sapaturi;

aducerea pamantului imprastiat la umiditatea optima de compactare (daca este cazul; vezi si disciplina "Geotehnica si fundatii ");

compactarea fiecarui strat de pamant asezat in lucrare.

Imprastierea pamantului se poate realiza:

in spatii restranse sau inguste;

in spatii largi.

In spatii inguste, umplutura se poate realiza cu ajutorul graifarului, cu ajutorul utilajelor cu lama in pozitie de angledozer (buldozer, greder) sau cu buldozerul cu lama pozitionata normal (se aplica schemele de mecanizare pozitionate in paragrafele anterioare: schema circulara, schema de umplere prin impingere laterala, schema fasiilor sapate-impinse oblic sau perpendicular pe directia transeei, etc.).

Daca spatiul permite, se poate face imprastierea cu masini universale de mici dimensiuni (buldo-excavatoare) iar in spatii inguste si pentru lucrari complexe (de exemplu, intre fundatiile unei viitoare costructii) se poate realiza si imprastiere manuala.

Grosimea straturilor imprastiate va fi de ordinul a 15-100 cm dar ea trebuie corelata cu capacitatea de compactare a utilajelor disponibile (evident, urmeaza compactarea umpluturilor).

In spatiile largi umpluturile se pot realiza in urmatoarele etape:

transportul si bascularea pamantului din mijloacele de transport,;

imprastierea in straturi de 15-100 m (vezi comentariul de mai sus);

compactarea umpluturilor (in caz de necesitate acestea pot fi in prealabil stropite cu apa pentru a avea umiditatea optima de compactare).

Imprastierea din etapa a doua se poate face cu buldozerul, cu grederul sau chiar cu incarcatorul frontal.

Tehnologia ar putea fi diferita daca s-ar utiliza mijloace de transport care realizeaza si imprastierea (screpere sau remorci care pot descarca pamantul pe la partea inferioara a benei- vezi paragraful referitor la mijloace de transport).

In aceasta situatie primele doua etape se pot realiza cu acelasi utilaj.

Ar trebui precizat faptul ca grosimea straturilor imprastiate si supuse apoi conpactarii mai depinde si de categoria terenului din care provine materialul folosit la umplutura. De asemenea, diametrul maxim al "granulelor" materialului folosit la umplutura nu trebuie sa depasasca 2/3 din grosimea stratului asternut (bulgarii sau bucatile de roca se vor sfarama inainte de compactare).

Udarea pamanturilor inainte de compactare se realizeaza mai ales pentru materialele coezive si are ca scop influentarea urmatoarelor proprietati:

compresibilitatea;

rezistenta la taiere;

capacitatea de compactare si greutatea specifica a pamantului dupa compactare,

energia (lucrul mecanic) necesara pentru compactare (care se va reduce daca pamantul va capata umiditatea optima de compactare determinata prin incercari de laborator; Wopt).

Pentru umiditatea reala a fiecarui strat de pamant care urmeaza a fi compactat se admit abateri de plus-minus 3% fata de cea optima (vezi tabelul 11).

Tabel 11

Atat valorile prea mari ale umiditatii pamantului cat si cele prea mici vor duce la o compactare necorespunzatoare.

In spatii restranse se va face stropirea cu furtunul iar in spatii largi cu cisterna atasata la tractor sau cu autocisterna (dotate cu o teava transversala perforata).

Cantitatea de apa de udare (A) se va hotara dupa analiza umiditatii naturalea pamantului (W). udarea se va face la fiecare strat imprastiat, inainte de compactare cu circa 1-2 ore pentru pamanturile nisipoase sau prafoase si cu circa 24 ore pentru cele argiloase. Se poate utiliza relatia urmatoare:

[m³ apa/m³ umplutura] (76)

in care:

η = 1.10-1.25- coeficient al pierderilorde apa prin evaporare;

ρ_n- densitatea in stare uscata a materialului de umplutura (kg/m³);

ρ_w- densitatea apei (kg/m³);

w_opt- umiditatea optima de compactare.

Norma de timp a cisternelor (auto-cisternelor) pentru stropit se exprima in ore/m³ de apa.

Compactarea umpluturilor este un proces tehnologic destul de complex. Compactarea se poate realiza prin rulare (cilindrare), prin batere sau prin vibrare (cilindrii vibranti sau placi vibratoare). Se compacteaza, in general, straturi de grosimea prezentata la realizarea umpluturilor dar exista si utilaje pentru compactarea unor straturi de peste 1 m (de exemplu, maiul supergreu).

Principalele efecte ale compactarii sunt:

marirea densitatii pamantului;

reducerea sau eliminarea tasarilor ulterioare;

marirea capacitatii portante a terenului de fundatie;

reducerea permeabilitatii (porozitatii) si sensibilitatii la umezire ulterioara.

O caracteristica importanta a acestui proces este gradul de compactare (D):

[℅] (77)

in care:

γ_ue- greutatea specifica in stare uscata realizata efectiv dupa compactare(KN/m³);

γ_{u max}- greutatea specifica maxima in stare uscata, determinata prin metoda Proctor (vezi la disciplina "geotehnica").

Se poate determina practic γ_ue prin utilizarea relatiei:

[KN/m³] (78)

in care:

γ_n- greutatea specifica a pamantului cu umiditatea naturala (KN/m³);

w- umiditatea pamantului in stare naturala (in situ;%).

Se recomanda urmatoarele grade de compactare [12]:

Tabelul 12

Unde:

ρ_ue- densitatea in stare uscata efectiv realizata prin compactare (kg/m³).

Pentru pamaturile necoezive se poate utiliza gradul de indesare (I_D-vezi relatia 20 din paragraful 3.1).

Imprastierea pamantului in umplutura si compactarea sa se poate organiza pe doua suprafete (sectoare) de teren vecine astfel incat sa se poata reduce deplasarea neproductiva a utilajelor (vezi fig. 85).

Fig. 85

Etapele de lucru se succed in felul urmator:

se imprastie pamant pe sectorul A si se compacteaza stratul imprastiat anterior pe sectorul B;

se compacteaza pamantul imprastiat pe sectorul A si se asterne un nou strat de pamant pe sectorul B.

La compactare cele doua sectoare se vor suprapune pe o latime de 2-3 m.

Lungimile sectoarelor de umpluturi pot varia intre 100-1000 m dar pe vreme nefavorabila (ploaie, caldura puternica,.) ele se pot reduce la circa 100-300 m.

La compactarea unuia dintre sectoarele de lucru se vor compacta fasii de latime egala cu latimea activa a utilajului, care se vor suprapune intre ele pe 15-25 cm (vezi fig. 14, suprapunerea "s").

In marea majoritate a cazurilor si obligatoriu pentru straturile mai groase, compactarea se va realiza prin mai multe treceri ale utialjului de compactare pe aceiasi fasie de teren (pana la realizarea gradului de compactare prevazut).

Numarul de treceri ale compactorului (n_t) este raportul intre lucrul mecanic necesar pentru o compactare completa (conform gradului de compactare) si lucrul mecanic efectuat de utilaj la o singura trecere. Numarul de treceri stabilt teoretic se verifica experimental, pe teren (sau se poate stabili direct pe cale experimentala).

In cazul compactarii prin cilindrare (rulare) se poate utiliza relatia:

(79)

in care:

L- lucrul mecanic de compactare necesar (KNm/m³);

B- latimea fasiei de teren compactat de utilaj la o trecere (m);

h_a- grosimea stratului de pamant afanat care trebuie compactat (m);

G- greutatea utilajului (static; KN).

Compactoarele statice au ca forta de lucru doar greutatea proprie si exercita o presiune statica asupra terenului. Se poate discuta si de o forta de afanare a terenului compactat. Utilajele cu actiune dinamica (compactoarele vibrante) pot adauga forte de impact (frecvente de vibratie sub 60 cicluri pe minut) sau vibratii (frecvente de lucru de 600-4800 cicluri pe minut; depind totusi de caracteristicile fiecarui compactor dinamic).

In cazul compactarii prin batere toate utilajele (maiuri, placi vibrante, ) au o actiune dinamica.

Utilajele folosite pentru compactarea prin rulare pot avea urmatoarele caracteristici:

role cilindrice metalice cu fete netede (lise);

role cilindrice cu proeminente (crampoane) sau diferite reliefuri;

pneuri cu suprafata neteda;

pneuri cu crampoane sau diverse reliefuri;

mixte: pneuri si role metalice.

Compactoarele pot fi tavalugi tractati sau utilaje autopropulsate (mai folosite).

Compactoarele cu role cilindrice din otel pot fi lestate cu apa (rotile sunt cilindri goi in ineriorul carora se poate introduce apa prin niste orificii cu capace etanse).

In fig. 86 sunt prezentate schematic principalele tipuri de compactoare cu role (roti ) metalice cu fete netede (lise) dar schemele sunt in linii mari aceleasi si pentru utilaje cu role (roti) cu crampoane sau reliefuri. Exista si utilaje care combina rotile cu pneuri cu rolele metalice.

Fig. 86

a-    tavalug tractat;

b-   compactor pe doua role;

c-    compactor pe trei role;

d-   compactor pe trei role in aliniament.

Crampoanele sau reliefurile de pe rolele compactoarelor se pot prezenta ca in fig. 87.

Fig. 87

Compactoarele cu crampoane, pentru presiunea specifica mare asupra pamatului, sunt recomandate pentru compactarea primara, de adancime, a pamanturilr coezive (de exemplu, argile plastice) sau a celor cu bulgari. Grosimea straturilor compactate poate merge la 20-80 cm.

Crampoanele produc o usoara afanare a stratului de suprafata (pe adancime de 4-6 cm) si de aceea este necesar ca compactarea finala (de finisare) sa se faca cu un compactor lis (neted).

Suprafata de lucru a crampoanelor se recomanda de:

3040 cm² pentru pamaturi argiloase;

4060 cm ² pentru pamanturi nisipoase.

Crampoanele trebuie sa dea pe terenul compactat urmatoarele presiuni aproximative:

715 daN/cm² pe terenuri argilo-prafoase;

1540 daN/cm² pe terenuri argilo-nisipoase;

3060 daN/cm² pe terenuri argiloase.

compactoarele pe pneuri folosesc ca forte de lucru presiunea statica si framantarea terenului. Compactoarele cu pneuri lise sunt folosite mai ales la imbracamintile asfaltice iar cele cu anvelope cu profile, mai ales pentru compactarea umpluturilor de pamant. Actiunea compactoarelor de acest tip este influentata si de presiunea de umflare a pneurilor. Se recomanda valorile din tabelul 13

Tabelul 13

Putem folosi compactarea cu pneuri si la compactarea terenurilor mai umede.

Schematic, pozitia rotilor se poate prezenta ca in fig. 88. compactoarele pot fi tractate sau cu propulsie proprie.

Fig. 88

Compactoarele vibratoare au de obicei role metalice (lise sau cu crampoane) si pot fi tractate cu tractoare sau pot fi autopropulsate. Sunt de asemenea, utilizate si compactoare care au un rulou metalic vibrant iar puntea spate este pe pneuri.

Sub efectul vibrarii se produce o rearanjare a particulelor de sol astfel incat ele sa ocupe volumul minim (se produce un fel de curgere in stare vascoasa).

Se pot compacta prin vibrare pamanturi foarte diverse: loss, nisip, pietris, nisip argilos, piatra sparta, argile si chiar pamant stabilizat (cu diferite adaosuri stabilizatoare: ciment, .).

Compactoarele vibrante au o actiune foarte energica si de aceea pot fi mai usoare si cu pneuri ale motoarelor mai mici decat in cazul compactoarelor statice.

Exista o gama larga de compactoare vibrante:

tavalug vibrator tractat, lis, cu mase intre 3-15 t (compacteaza straturi de teren de 0.5-2.0 m);

tavalug vibrator tractat cu crampoane (aceeasi gama de caracteristici tehnice);

compactor vibrant autopropulsat pe doua rulouri (unul sau ambele fiind vibratoare),

compactor vibrant autopropulsat cu un rulou metalic (lis sau cu compactoare) si puntea din spate cu pneuri.

Compactoarele autopropulsate pot avea un rulou director (pentru viraje) sau pot vira dintr-o articulatie a sasiului (ca la incarcatoarele frontale).

Compactoarele vibrante pot realiza grade inalte de compactare cu un numar mai redus de treceri decat cele statice (de obicei 3-5 treceri).

Schemele principale de mecanizare a lucrarilor de compactare prin cilindre (rulare) sunt:

schema de mecanizare in zig zag (descrisa si la alte tipuri de lucrari) se poate aplica la realizarea unor umpluturi lungi si inguste, unde nu se poate intoarce utilajul (la dus se circula inainte si la intoarcere in marsarier);

scheme combinate intre cele de mai sus, aplicabile tot la compactarea umpluturilor in spatii lungi.

Compactarea prin batere se aplica de obicei la compactarea unor umpluturi cu suprafete mai mici.

Se pot utiliza placi vibrante (a) sau maiuri (b) fig. 88

Fig. 88

placa;

motor;

excentric.

Maiurile sunt lasate sa cada liber de la inaltimi de 0.3-4.0 m. Ridicarea lor se face cu ajutorul unei macarale cu capacitate de ridicare suficienta in raport cu masa maiului folosit. Uneori, in locul maiurilor, pot fi folosite in acelasi mod placi grele. Numarul de batai pe minut scade cu cresterea masei maiului (placii) si poate fi de maxim 5060.de pule/forta.

La fiecare bataie maiul sau placa grea se deplaseaza cu 10-150 cm pe orizontala astfel incat la deplasare pe latimea amprentei sale sa se fi aplicat, pe acelasi loc, numarul de batai prevazut (3-5 pentru pamanturi nisipoase si 3-7 pentru pamanturi argiloase). Numarul optim de batai se poate determina experimental, in situ.

Modul de lucru cu maiul sau cu placa grea este prezentat in fig. 89.

Fig. 89

D- directia de deplasare a utilajului;

M- mai (placa).

Exista in exploatare si maiuri mecanice care pot fi actionate (conduse) manual, pentru lucrul in spatii inguste. Ca si placile vibrante ele se bazeaza pe forta pertubatoare produsa de rotirea unui sistem biela-manivela cu un motor (cu ardere interna sau electric; vezi fig. 90).

Fig. 90

M- motor;

T- talpa;

B- sistem biela-manivela;

R- resort;

G- ghidaje;

m- maner de conducere (dirijare).

Rareori si pentru volume reduse de umpluturi se poate face si compactarea cu maiul de mana.

Placile vibratoare sunt utilizate de asemenea la compactarea in spatii inguste si volume de lucrari reletiv reduse. Vibratiile placilor au frecvente mai mari decat cele uzuale pentru maiurile mecanice(400500/minut, fig. 90). se fac de obicei 2-3 treceri dar numarul acestora se poate hotara in functie de natura, umiditatea terenului si grosimea stratului de compactat (inclusiv prin experimentare in situ).

In exploatare pot fi intalnite, de asemenea, placi sau maiuri vibratoare atasate la echipament tip macara sau excavator.

Pentru compactarea terenurilor cu pante mari sau a taluzurilor se pot folosi tavaluguri tractate (statice sau vibrante; fig. 86- a) de la partea superioara a umpluturii (cu un tractor) sau de la partea inferioara a umpluturii (piciorul taluzului) cu o macara (fig. 91).

Fig. 91

troliu,

tavalug.

Productivitatea compactoarelor care lucreaza prin cilindrare (rulare) se poate exprima cu relatia urmatoare:

[m³/h] (80)

in care:

B- latimea fasiei compactate la o trecere (m);

s = 0.15-0.25 m- suprapunerea fasiilor vecine compactate;

h- grosimea stratului compactat (m);

n- numarul de treceri pe aceeasi suprafata;

K_t- coeficient de utilizare a timpului de lucru (0.75-0.8).

Pentru realizarea unor compactari de finisare (de exemplu la taluze, etc) din formula de mai sus dispare h:

[m²/h] (81)

(in acest caz productivitatea se va referi la suprafata finisata prin compactare).

Productivitatea tehnica de exploatare a maiului (placii grele) ridicat cu macaraua, in cazul formei patrate, se poate determina cu relatia:

[m³/h] (82)

in care:

f- frecventa de batere (lovituri/min.)

L- latura maiului (placii; m), conform fig. 92.

Fig. 92

S = (L - s)² - suprafata efectiva de lucru;

L = latura maiului (placii).

Norma de timp a utilajelor de compactare se exprima in ore/100m³. In cazul procesului tehnologic de finisare a unor suprafete prin compactare se va discuta de ore/100m².

3.13 NIVELAREA SI TALUZAREA LUCRARILOR DE PAMANT

de cele mai multe ori dupa executarea sapaturilor grosiere este necesara o finisare a suprafetelor rezultate:

nivelarea suprafetelor plane si orizontale sau cu o anumita panta (redusa, sub 10%);

finizarea taluzelor (taluzare).

Prin nivelare se pot compensa denivelari de 30 cm fata de cota propusa prin proiect. In indicatoarele de norme de deviz este prevazuta si operatia de nivelare manuala, numita politura.

Nivelarea mecanizata se poate realiza prin mai multe treceri ale utilajului folosit pe aceiasi suprafata (maxim 3 treceri).

Nivelarea mecanizata se poate realiza cu urmatoarele utilaje:

cu buldozer (cu lama pozitionata in planul pe care se deplaseaza utilajul, pe pneuri sau pe senile); lama poate fi in pozitia normala sau ca echipament de angledozer);

cu buldozer echipat cu lama tip varidozer (cu articulatie verticala centrala);

cu autogreder sau cu autogreder incarcator cu cupa de incarcator in fata; (la nevoie se pot utiliza si gredere tractate).

Unele utilaje moderne pot fi dotate cu diferite dispozitive pentru reglarea automata a pozitiei lamei: palpatoare mecanice, hidraulice, electronice sau chiar cu laser (buldozere sau gredere).

La nivelare se pot aplica mai multe scheme tehnologice de mecanizare:

scheme circulare;

scheme in zig zag;

scheme circulare aplicate pe doua directii perpendiculare (implica minim doua treceri pe aceeasi suprafata, pe directii perpendiculare ; fig. 93);

scheme de lucru cu doua utilaje (sau mai multe; fig. 94).

Fig. 93

A- suprafata de nivelat;

schema circulara pe o directie;

schema circulara pe directie perpendiculara.

Fig. 94

U₁- primul utilaj de nivelare;

U₂- al doilea utilaj.

Productivitatea tehnica de exploatare a utilajelor de nivelare se exprima la fiecare tip de utilaj, asa cum s-a discutat in capitolele anterioare. Ea se exprima in m²/ora.

Norma de timp a acestor utilaje se exprima in ore /100m².

Taluzarea mecanizata se poate realiza cu urmatoarele utilaje:

cu autogrederul (vezi pozitii de lucru ale lamei la paragraful despre lucrari de terasamente cu autogrederul);

cu excavator hidrauluic cu cupa inversa (se folosesc niste cupe speciale, de volum sub 1 m³dar cu latime de 2-3 m, care seamana cu lamele de buldozer de tip cupa de incarcator; fig. 95);

cu masina universala de sapat, cu brat telescopic si cupa lata (ca mai sus).

Fig. 95

Se pot finisa atat taluze sub planul de stationare a utilajului (a) si deasupra acestuia (b). La nevoie bratul excavatorului poate fi dotat cu un prelungitor.

In anumite situatii, taluzarea se poate incheia prin aplicarea unor solutii de protectie:

inierbarea sau brazdarea;

aplicarea de straturi de pamant stabilizat;

aplicarea de anrocamente sau realizarea de peree de piatra (rostuite sau nerostuite);

realizarea de imbracaminti din dale de beton sau de beton turnat la fata locului (de ciment sau asfaltic).

3.14 LUCRARI DE SPRIJINIRI

sapaturile se pot executa in spatii largi sau in spatii inguste. Pentru sapaturile in spatii largi sprijinirea peretilor (atunci cand este necesara) se realizeaza independent (se aplica fiecarui perete separat).

Pentru sapaturile in spatii inguste sprijinirea peretilor se face simultan pentru cei doi pereti fata in fata, prin intermediul unor piese numite spraituri sau prin folosirea unor cadre.

Spraiturile pot fi executate din lemn sau din otel (spraituri mecanice cu filete stanga-dreapta sau spraituri hidraulice).

Cadrele care tin locul spraiturilor pot fi executate din lemn sau din otel.

In functie de necesitatea executarii unor sprijiniri sapaturile pot fi: nesprijinite sau sprijinite. Se pot executa sapaturi nesprijinite daca adancimea h (fig. 83) satisface relatia urmatoare sau daca sapatura se face in taluz si panta acestuia satisface valorile din tabelul 14.

[m] (83)

in care:

c- coeziunea pamantului (KN/m²);

γ_u- greutatea specifica a pamantului (KN/m³);

η- coeficient de siguranta (se recomanda valoarea η = 2).

Fig. 96

Tabelul 14 [26]

Trebuie avuta in vedere ideea ca cu cat umiditatea pamantului este mai mare cu atat coeziune (c) va fi mai mica. La pamaturile saturate ea poate ajunge la valoarea 0.

Pentru sapaturi nesprijinite este necesar ca umiditatea terenului sa fie de maxim 12-18% si sa nu poata creste pe durata lucrarii. In plus, sapatura nu trebuie sa ramana deschisa un timp indelugat.

Pentru sapaturi ce pot sta deschise un timp mai lung panta taluzului va fi de maxim 1:1 (sau cu valori mai mici: 1:1.25, 1:1.5, .).

Sapaturile sprijinite se executa in urmatoarele situatii:

adancimea sapaturii depaseste valoarea data mai sus (formula 83);

sapatura in taluz nu este posibila (de exemplu, realizarea unei transee pentru o conducta de apa sau electrica pe strada unei localitati);

sapatura in taluz duce la costuri superioare sapaturii cu pereti verticali sprijiniti (rezulta un volum de sapatura mai mare).

Sprijinirile sapaturilor in spatii largi se pot realiza:

cu pereti de lemn ecarisat sau panouri (inclusiv metalice) rezemati cu contrafise (spraituri inclinate; fig. 96);

idem, rezemati cu piloti, cu sau fara ancoraje (fig. 97);

cu pereti de palplanse ancorate sau neancorate (fig.98).

Fig. 96

dulapi de lemn, prefabricate din beton sau elemente metalice;

grinzisoara verticala (rigla);

contrafisa;

pana;

tarus.

Fig. 97

dulapi;

pilot;

moaza (legatura);

tarus (batut in afara zonei de posibila alunecare);

Fig. 98

palplansele pot fi de mai multe tipuri:

din lemn (fig. 99- a);

din beton armat (fig. 99- b);

din otel (in I, in U, in Z, chesonate, de canal; fig. 99- c).

Fig. 99

In cazul realizarii unor transee (santuri) pentru ingroparea unor instalatii edilitare sau a unor fundatii este imposibila saparea in taluz deoarece adancimea mare a sapaturilor ar duce la latimi (amprize) ocupate foarte mari (spatiile laterale fiind ocupate de constructii sau reprezentand strazi care nu pot fi total scoase din uz). In aceasta situatie se impune executarea de transee cu pereti verticali sprijiniti (daca se depaseste adancimea h data de formula de mai sus).

In realizarea sprijinirilor se pot aplica doua solutii constructive:

in cazul saparii in pamanturi argiloase se recurge la sprijiniri cu dulapi orizontali (cu sau fara interspatii, in functie de coeziunea pamanturilor si starea lor de fisurare; fig. 100);

in cazul saparii in pamanturi nisipoase sau in pamanturi slab coezive se folosesc sprijiniri cu dulapi verticali (fig. 101)

Fig. 100

dulapi orizontali;

rigle (dulapi verticali);

spraituri din lemn (impanate);

exemplu de sprait mecanic;

doua tije filetate;

manson filetat interior stanga-dreapta;

pana pentru impanarea spraiturilor de lemn.

Sprijinirea cu dulapi verticali se face fara interspatii. Dulapii se bat in teren pe masura avansarii (oarecum asemanator cu palplansele de lemn).

Fig. 101

dulapi verticali;

rigle orizontale;

spraituri de lemn impanate (sau mecanice, sau hidraulice).

Spraiturile ar putea fi inlocuite cu cadre din lemn sau otel iar dulapii verticali si riglele orizontale cu panouri metalice.

In cazul unor sapaturi cu adancime mai mare si in terenuri care dau impingeri mari se pot executa sprijiniri cu dulapi "verticali" infipti oblic, metoda utilizata si in cazul unor lucrari miniere. In aceasta situatie nu se vor folosi spraituri ci cadre (fig. 102)

Fig. 102

cadru de sprijinire;

scoabe de otel;

dulapi "verticali" infipti oblic.

Dulapii si palplansele se introduc in teren prin batere (cu soneta) sau prin vibrare (vibrosoneta).

Pentru sprijinirea unor transee foarte adanci (de ordinul a 10 m sau mai mult) si inguste (sub 1 m ) se poate recurge la solutia de "sprijinire" cu noroi betonitic, descrisa intr-un paragraf anterior.

OBSERVATIE: Calculul sprijinirilor se face cu ajutorul cunostintelor de la disciplina "Geotehnica si fundatii".