Dimensionarea preliminară a lucrărilor de inginerie naturală este una dintre cele mai importante operațiuni de efectuat înainte de proiectarea executivă a lucrărilor, plasându-se în mod cert înaintea verificărilor tehnice și a dimensionărilor finale ulterioare. A avea la dispoziție instrumente rapide și eficiente pentru a efectua primele verificări și a evalua dacă tehnicile alese sunt sau nu capabile să rezolve problemele în discuție a fost întotdeauna un obiectiv pe care am aspirat să-l atingem..
Pilotaj viu de susținere
- Perete simplu
- Perete dublu
La consolidarea versanților alunecoși poate fi efectuată cu piloni de lemn de larice, castan sau pin cu diametrul de 20÷30 cm, plasați alternativ în direcție longitudinală (L = 3÷4 m) și în direcție transversală (L = 1,80÷2,50 m) pentru a forma o structură din lemn.
Aceștia sunt fixați între ei cu cuie sau tije de fier oțelit cu diametrul de 12÷14 mm (chiar și cu aderență îmbunătățită) și lungime puțin sub cea a celor două trunchiuri suprapuse. Pilonul va fi îngropat cu o înclinare de 10°÷15° spre amonte, iar fațada frontală va avea o înclinare finală de 60° pentru a asigura cea mai bună creștere a plantelor.
O serie de grinzi pot consolida ulterior pilonul la baza pentru a contracara alunecarea înainte și forța de răsturnare; întreaga structură va fi umplută cu materiale inerte obținute din săpătură, iar în spațiile dintre tijele orizontale vor fi plasate butași lemnoși de specii adecvate reproducerii vegetative, precum și plante rădăcinate de specii arbuști pionieri care să reziste înghesuirii. Ramurile și plantele trebuie să iasă în afară cu 10÷25 cm de la pilon (minim 3÷5 muguri) și să ajungă în partea din spate până la solul natural.
Pilonul nu poate avea o înălțime mai mare de 2÷2,5 m, deoarece capacitatea plantelor de consolidare se limitează la 2÷3 m adâncime (raportul B/H trebuie să fie prudențial în jurul unității). Pentru fixare, este recomandat să perforați parțial cele două trunchiuri de fixat, astfel încât să aveți o prindere solidă fără riscul de a provoca rupturi sau crăpare a lemnului. Stâlpii trebuie poziționați decalat față de planul inferior pentru a permite o distribuție corectă a greutăților și presiunilor (structură reticulară) în favoarea stabilității. Perioada de intervenție corespunde odihnei vegetative.
Efectul consolidant al structurii din lemn, odată ce a fost marcată, va fi înlocuit în timp de dezvoltarea aparatului radicular. În cazul utilizării lemnului cu scoarță groasă, aceasta trebuie îndepărtată.
- La perete simplu: o singură rândură orizontală externă de trunchiuri și elemente mai scurte perpendiculare la panta sunt ascuțite și inserate în panta însăși. Înălțimea acestui tip de pilon este în general modestă (1÷1,5 m).
- La perete dublu: o rândul de trunchiuri longitudinale atât la exterior, cât și la interior. Pilonul poate fi realizat pentru tronsoane individuale nu mai înalte de 1,5÷2 m, deoarece capacitatea plantelor de consolidare se limitează la 2-3 m adâncime.
Dimensiunea lemnului și poziționarea corectă
- Se recomandă utilizarea de trunchiuri cu un diametru nu mai mic de 20 cm, pentru a evita ruperea lemnului în zonele de îmbinare (găuri și fixări – în acest sens, consultați capitolul dedicat îmbinărilor), și nu mai mare de 30÷35 cm, din cauza posibilelor dificultăți de manipulare și a limitelor legale impuse pentru manipularea manuală a încărcăturilor;
- Pentru fiecare strat, atât longitudinal, cât și transversal, este necesar să se utilizeze trunchiuri cu diametre aproximativ egale, astfel încât lucrarea să fie uniformă la final. Utilizarea de trunchiuri conice provoacă probleme și necesită reduceri sau inserția de cune; întotdeauna trebuie evaluată oportunitatea de a elimina materialul foarte conic sau de a tăia partea respectivă;
- In cazul lemnului cu coajă groasă, este oportun ca lemnul să fie decojit pentru a evita formarea unor distanțe și puncte de non-contact între lemn în punctele de contact, datorită pierderii coajei prin descompunere;
- Corzile exterioare și interioare trebuie instalate astfel încât să fie decalate, la fel cum corzile trebuie să fie decalate pe diferite planuri; stâlpii trebuie, de asemenea, să fie instalați în mod decalat în diferite planuri, pentru a obține o distribuție optimă a greutăților și eventualelor presiuni;
- În figura următoare sunt ilustrate două lucrări caracterizate de aceeași înălțime (3,30 m), lățime (7,50 m) și distanță între trunchiurile longitudinale (1,50 m), dar evidențiate de o dispunere diferită a acestora: cea din stânga este definită ca o dispunere alternată, în timp ce cealaltă este o dispunere continuă;
- Dispunerea alternată a trunchiurilor transversale montante, la aplicarea de încărcături egale, permite lucrării deformări orizontale și verticale în mod mediu cu peste 35% mai mari decât în cazul dispunerii continue. Având în vedere capacitatea mai mare de a se deforma în cazul unor eventuale mișcări ale terenului, acest tip de construcție este recomandat în toate situațiile caracterizate de versanți puțin stabili.
- Lucrarea va fi întotdeauna finalizată cu o rând de grinzi pentru a conține cât mai bine terenul de deasupra.;
Chiar și în cazul paletei vii spondale cu un stâlp frontal, este recomandat să se adauge montanți suplimentari și să fie poziționați în mod dezasamblat.
Trunchiuri transversale
- Pentru ca lucrarea să-și îndeplinească eficient funcția de stabilizare, este posibil ca trunchiurile transversale (stâlpii) să fie înfipți în versant. Această operație este deosebit de utilă în cazul pilonilor vii spondali cu perete simplu sau dublu;
- La finalizarea lucrărilor, trunchiurile transversale care ies în afara fațadei în timpul construcției trebuie tăiate urmând linia de înclinare.;
- În cazul în care lucrarea este folosită ca bază pentru fundația drumului, este recomandat ca ultimul rând de stâlpi să aibă o densitate (distanță) astfel încât să nu se depășească măsura de patru ori diametrul stâlpului pentru a asigura capacitatea portantă a lucrării în sine.
Verificări de stabilitate
Evaluarea stabilității generale a versantului
În practica dimensionării preliminare, se aplică următoarea regulă generală, care trebuie verificată în fiecare caz:
Calculul presiunii solului în cazul lucrărilor de susținere.
Opere acționând asupra lucrării
- Greutatea proprie a lucrării, ușor de determinat dacă sunt cunoscute volumul construcției și greutatea unitară a materialului.
- Presiunea activă a solului, care depinde de înălțimea pilonului viu de susținere și de caracteristicile terenului.;
- Presiunea pasivă a solului reprezintă rezistența (forța stabilizatoare) a solului la presiunea exercitată de structură, deoarece împiedică răsturnarea și alunecarea de-a lungul planeului de așezare a lucrării (de obicei, este modestă în comparație cu alte acțiuni solicitante și, în favoarea siguranței, se preferă să fie neglijată în calcule);
- Orice sarcină suplimentară, prezentă în spatele lucrării, este considerată distribuită uniform.
- Solicitări seismice
Pentru determinarea presiunii active se poate adopta metoda echilibrului limită, care presupune că suprafața de rupere are în general o formă cilindrică, că pe aceasta se mobilizează întreaga rezistență la tăiere a terenului și că pentru echilibrul corpului de presiune se iau în considerare doar deplasările de tip rigid.
Seism
Filozofia de proiectare a unei structuri într-o zonă seismică, conform noii normative italiene (NTC), extinde ceea ce este prevăzut în mod convențional de Eurocodul 8, alegând patru Stări Limită:
- Două Stări Limită Ultimi, luând în considerare evenimente seismice cu o probabilitate scăzută de producere (și, implicit, cu un perioadă de recurență mare): Starea Limită de Salvaguardare a Vieții (SLV), pentru evenimentul cu probabilitatea de producere pe durata de referință a vieții structurii (VR) de 10%, sau un Stare Limită de Colaps (SLC), cu o probabilitate de producere de 5%. Pentru aceste evenimente, se acceptă ca structura să poată suferi daune grave, inclusiv din punct de vedere structural, menținând totuși capacitatea de a suporta încărcăturile verticale fără a colapsa. În cazul SLV, se solicită structurii să aibă și o capacitate reziduală de a rezista la acțiunile orizontale, adică la replici seismice de intensitate mai mică, în timp ce în cazul SLC se cere doar capacitatea de a susține încărcăturile verticale în faza post-seismică, fără rezerve suplimentare.
- Și două Stări Limită de Exploatare, deci evenimente seismice cu o probabilitate mare de producere (perioadă de recurență mică): un Stare Limită de Daună (SLD), pentru evenimentul cu o probabilitate de producere pe durata de referință a vieții structurii (VR) de 63%, sau un Stare Limită de Operabilitate (SLO), cu o probabilitate de producere de 81%. În cazul SLD, chiar dacă suferă daune limitate, structura trebuie să rămână utilizabilă după seism, și acest lucru este convențional verificat limitând deplasările relative ale planeului (în anumite cazuri, pentru structuri de importanță deosebită, poate fi necesară și verificarea rezistenței elementelor), în timp ce în cazul SLO, structura trebuie să rămână complet operațională, inclusiv în ceea ce privește instalațiile și echipamentele (verificarea se efectuează controlând deplasările și accelerările suferite de echipamente).
În efectuarea verificării seismice, la calculul presiunii statice, așa cum a fost descris anterior, trebuie adăugate două contribuții suplimentare de presiune (metoda Mononobe-Okabe).
Terenuri consolidate și armate – MRE
MRE este modulul software al programului Stabilitatea taluzurilor – Slope utilizat pentru dimensionarea și verificarea TERENURILOR CONSOLIDATE cu: elemente metalice, geogrile, geosintetice, gabioane cu dublă torsiune și piloni din lemn în condiții statice și seismice. Programul permite o introducere facilă a datelor prin intermediul unor instrumente dedicate, cum ar fi generarea automată a poziției armăturilor, generarea profilului terenului consolidat cu opțiunea de alege utilizatorul între un profil cu pantă constantă sau cu trepte.
În software-ul Stabilitatea taluzurilor- Slope au fost implementate în MRE lucrări de inginerie naturalistică: paleți în două rânduri.
