Proiect Ghid Proiectare Rosturi CH [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI DEPARTAMENTUL DE INGINERIE HIDROTEHNICA

CONTRACT Nr. 516/01.08.2012 GHID DE PROIECTARE PENTRU REABILITAREAROSTURILOR DE LUCRU ŞI DEFINITIVE, LA CONSTRUCŢIILE HIDROTEHNICE

FAZA 1

BUCURESTI, FEBRUARIE 2013

1

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI DEPARTAMENTUL DE INGINERIE HIDROTEHNICA

CONTRACT Nr. 516/01.08.2012 GHID DE PROIECTARE PENTRU REABILITAREAROSTURILOR DE LUCRU ŞI DEFINITIVE, LA CONSTRUCŢIILE HIDROTEHNICE FAZA 1

RECTOR

prof. univ.dr.ing. Iohan NEUNER

SEF DEPARTAMENT

prof. univ.dr.ing. Radu DROBOT

RESPONSABIL CONTRACT

sef lucrari dr.ing. Adrian PETCU

COORDONATOR TEHNIC

prof. univ.dr.ing. Romeo CIORTAN Membru Corespondent al Academiei de Stiinte Tehnice din Romania

BUCURESTI, FEBRUARIE 2013

2

GHID DE PROIECTARE PENTRU REABILITAREAROSTURILOR DE LUCRU ŞI DEFINITIVE, LA CONSTRUCŢIILE HIDROTEHNICE

CUPRINS 1. PREVEDERI GENERALE 1.1. Obiectul ghidului 1.2. Domeniul de aplicare al ghidului 1.3. Scopul ghidului 1.4. Potenţialii utilizatori ai ghidului 2. TERMINOLOGIE ŞI DEFINIŢII 3. ROLUL ROSTURILOR DE LUCRU ŞI A CELOR DEFINITIVE ÎN CONSTRUCŢIILE DE BETON 4. SPECIFICUL ROSTURILOR PENTRU CONSTRUCŢII HIDROTEHNICE 4.1. Construcţii hidrotehnice 4.2. Rosturi pentru construcţiile hidrotehnice 5. CERINŢELE DE CONCEPŢIE ŞI PROIECTARE A ROSTURILOR 5.1. Observaţii asupra variaţiei deschiderii rosturilor 5.2. Lăţimea rosturilor de deformaţie 5.3. Distanţa dintre rosturile de defomaţie 5.4. Dimensionarea benzilor de rost din material plastic 6. SISTEME DE REALIZARE A ROSTURILOR 6.1. Construcţia rosturilor de deformaţie 6.2. Benzi metalice 6.3. B enzi din cauciuc şi materiale plastic 6.4. Benzi din material plastic cu prelungiri metalice 6.5. Pană de etansare 6.6. Umpluturi în rostul de deformaţie 6.7. Materiale utilizate pentru benzile din material plastic 7. EXECUŢIA INTRETINEREA SI REPARAREA ROSTURILOR 7.1. Cauzele principale ale infiltrării apei prin rosturi 7.2. Execuţia lucrărilor 3

7.2.1. Controlul zonei suprafetei rostului 7.2.2. Pregatirea executiei 7.2.3. Depozitarea, benzilor din material plastic 7.2.4 Montajul benzilor de rost din material plastic 7.2.5 Îmbinarea benzilor din material plastic 7.2.6 Montajul benzilor de rost metalic 7.2.7 Îmbinarea benzilor metalice 7.2.8 Montajul benzilor de rost la o construcţie existentă 7.2.9 Etanşarea colţurilor 7.2.10 Etansarea intre panourile unui ecran 8. URMĂRIREA COMPORTĂRII ÎN EXPLOATARE A ROSTURILOR DEFINITIVE. LUCRARI DE INTRETINERE SI REPARARE 8.1. Observatii vizuale si masuratori 8.2. Intretinerea si repararea rosturilor 9. MĂSURI PRIVIND PROTECŢIA ŞI IGIENA MUNCII 10. MĂSURI PENTRU PREVENIREA ŞI STINGEREA INCENDIILOR 11. BIBLIOGRAFIE

4

1. PREVEDERI GENERALE 1.1. Obiectul ghidului Ghidul are drept scop să trateze problematica rosturilor de lucru şi a celor definitive la construcţiile hidrotehnice privind: -

alcătuirea; alegerea elementelor de etanşare; întreţinerea; reabilitarea;

Se au în vedere cerinţele de alcătuire, tipul elementelor utilizate, materialele prevăzute, poziţia rostului în cadrul lucrării, precum şi rolul lui, temporar sau definitiv. Pentru proiectare trebuie luate în considerare caracteristicile tehnice ale materialelor utilizate, cele ale structurii şi ale terenului de fundare, regimul termic, presiunea hidrostatică, necesitatea unor lucrări ulterioare de întreţinere. În Ghid se dau elemente pentru determinarea deschiderii rostului, a sistemului de etanşare a acestuia, a distanţei dintre rosturi şi dimensiunilor elementului de etanşare. De asemenea, sunt date şi o serie de principii pentru realizarea rosturilor astfel ca să fie asigurată funcţionalitatea şi durabilitatea acestora. 1.2. Domeniul de aplicare al ghidului Ghidul va fi aplicat în principal pentru alcătuirea rosturilor temporare (de lucru) şi a celor permanente (definitive), supuse presiunii apei, la construcţiile hidrotehnice, respectiv baraje, ecluze, docuri uscate etc. Principiile cuprinse în acest Ghid pot fi aplicate şi la alte lucrări care sunt supuse presiunii apei, ca de exemplu subsolurile unei clădiri, rezervor de apă, tunel etc. 1.3. Scopul ghidului În domeniul lucrărilor hidrotehnice sunt realizate lucrări de o mare diversitate şi dimensiuni. Aceste lucrări se caracterizează printre altele de faptul că sunt supuse presiunii apei, necesitând adoptarea de măsuri tehnice care să asigure etanşeitatea construcţiei. Ghidul are drept scop aplicarea de către utilizatori a cerinţelor de bază privitoare la proiectarea, execuţia, întreţinerea si reabilitarea rosturilor şi defineşte cerinţele specifice activităţii de monitorizare a evoluţiei în timp a etanşării. 1.4. Potenţialii utilizatori ai ghidului Ghidul se adresează investitorilor, beneficiarilor lucrărilor, autorităţilor publice implicate în procesul de avizare şi autorizare a execuţiei lucrărilor de construcţii, precum şi proiectanţilor, verificatorilor de proiecte, experţilor, executanţilor, specialiştilor angrenaţi

în activitatea de inspecţie şi control a calităţii în construcţii, specialiştilor din societăţile de asigurare etc. 2. TERMINOLOGIE ŞI DEFINIŢII 1. bajoaier: peretele lateral al unei ecluze sau al unui doc uscat; 2. banda metalica cu compensator: banda metalica de rost profilata in zona centrala pentru a prelua deformatii orizontale; 3. bief: tronson al cursului de apa delimitata de doua puncte caracteristice, de exemplu de baraje ; 4. bief amonte sau aval: tronson al cursului de apa aflat in amonte sau aval de lucrare ; 5. banda de rost: fasie flexibila din metal sau material plastic de grosime mica avand lungimea mult mai mare decat latimea care se incastreaza in betonul constructiilor adiacente unui rost ; 6. camera docului: compartimentul pana la poarta, destinat operatiunilor la nave; 7. deschiderea rostului: distanta intre cele doua fete ale constructiei, cu sau fara element de rost; 8. geometria rostului: dispunerea tuturor elementelor componente care contribuie la functionarea unui rost. 9. parament: fata exterioara a lucrarii; 10. parament aval sau amonte: fata exterioara a lucrarii dispusa spre aval sau amonte; 11. put de vizitare: gol pentru acces, intersectat de rost, pentru constatarea infiltratiilor si care permite executarea unei etansari a rostului; 12. rost: - spatiu stramt care separa doua constructii alaturate pentru a permite deplasarea lor relativa sub actiunea temperaturii sau a altor forte exterioare (cu sau fara utilizarea unui element de rost) 13. rost de contractie: rost prevazut pentru a se putea produce contractia betonului; 14. rost definitiv: rost care are durata de viata cat si a constructiei; 15. rost de deformatie: rost care permite miscarea independenta a constructiilor adiacente; 16. rost de dilatare sau de temperatura: rost prevazut pentru a se putea produce dilatarea sau contractia constructiei sub efectul temperaturii; 17. rost de lucru sau de constructie: rost temporar intre doua elemente care se betoneaza in etape diferite, dar constructia va avea in final continuitate; 18. rost partial: rost care sectioneaza partial constructia in special spre partea superioara; 19. rost de tasare: rost prevazut pentru ca tasarea constructiilor adiacente sa se poata face independent; 20. rost total: rost care sectioneaza constructia pe toata inaltimea;

6

21. sas: compartiment al ecluzei in care sunt introduse navele in vederea ecluzarii acestora; 3. ROLUL ROSTURILOR DE LUCRU ŞI A CELOR DEFINITIVE ÎN CONSTRUCŢIILE DE BETON Rolul rosturilor este acela ca sa permita mişcările libere a sectiilor construcţiei si să fie preluate fără pierdere de lichid si controlează fisurarea şi consumul de armătură în condiţia în care este asigurată impermeabilitatea lucrării. Modul de alcatuire a unui rost depinde de gradul posibil de miscare a elementelor adiacente. Conditiile naturale (temperatura, variatii de temperatura, umiditatea, atacul chimic si mecanic, ultravioletele etc.) influenteaza radical alegerea materialului. În perioada de construcţie şi de exploatare a construcţiilor din beton, se produc următoarele fenomene: - tasarea betonului în timpul întăririi; - deformaţii din cauza variaţiilor de temperatură care sunt cauzate de termicitatea betonului şi variaţiile de temperatură a aerului şi apei; - tasări inegale a diverselor părţi ale construcţiei generate de neomogenitatea terenului de fundare si de betonarea pe etape a lucrării; Acestea conduc la apariţia de eforturi în structură şi pentru a limita valoarea lor se prevăd rosturi de deformaţie. De fapt, rosturile sunt fisuri proiectate, localizate astfel încât să poată fi controlate şi tratate pentru a înlătura orice efect negativ. Rosturile se clasifică în: - permanente •

rosturi de temperatură în construcţiile fundate pe teren stâncos, care trebuie să preia în principal deformaţia orizontală (deschiderea şi închiderea rostului)

•

rosturi de temperatură – tasare pentru construcţiile fundate pe un teren compresibil, care asigură deplasarea transversală şi verticală independentă a diverselor părţi ale construcţiei

- temporare: •

rosturi de temperatură – tasare denumite şi de lucru sau de construcţie prin care construcţia se împarte în lamele, având în vedere volumul de beton ce se poate turna fără întrerupere

Din punct de vedere constructiv, rosturile de deformaţie permanente pot fi totale prevăzându-se pe înălţimea întregii construcţii până la fundaţie sau parţiale, acestea fiind executate pe o înălţime limitată în partea superioară a structurii unde este posibilă o variaţie de temperatură a aerului mai însemnată decât pe restul înălţimii. Acestea din urmă se realizează pentru orice teren de fundare şi sunt dispuse între rosturile de deformaţie totale. Rosturile permanente trebuie să se acomodeze la mişcarea relativă dintre ploturile (secţii) adiacente ale structurii, având în vedere menţinerea etanşeităţii. Miscarile pot apare 7

rapid si de aceea banda de rost trebuie sa aiba proprietati elastice corespunzatoare. Trebuie sa se tina seama de dimensiunile transversale ale rostului, de care depinde alegerea calitatii materialelor de umplere. Trebuie asigurata o buna adeziune cu betonul. Daca pentru umplerea rostului se folosesc mai multe straturi, acestea trebuie sa aiba proprietati compatibile cu cele ale stratului principal, in caz contrar aparand desprinderi. Mişcările ploturilor sunt repetate şi trebuie asigurată rezistenţa rostului la pătrunderea de aluviuni sau deşeuri. Rostul trebuie să fie dimensionat pentru a rezista la presiunea lichidului. Rosturile de temperatură – tasare creează o discontinuitate completă în armătură şi beton. Între două ploturi adiacente trebuie creat un spaţiu suficient pentru dilatarea sau contracţia structurii. De aceea, proprietăţile elementului de rost, a materialului de umplere şi a celui de închidere a rostului sunt esenţiale. Rosturile de contracţie ale construcţiilor pot secţiona complet secţiunea încă de la execuţie sau se poate menţine o armătură de continuitate. Rosturile pot fi prevăzute iniţial sau induse. În unele cazuri, rosturile pot avea rolul unei articulaţii sau dau posibilitatea deplasării pe orizontală a elementului de construcţie. Rosturile constituie elemente importante ale unei lucrări care trebuie să aibă o calitate corespunzătoare, inclusiv ca traseu sau la intersecţii. Aceasta depinde în mare măsură de simplitatea soluţiei. Lucrarea trebuie să fie durabilă sa aiba o durata de viata mare şi să necesite cheltuieli reduse de întreţinere. Elementele de rost se folosesc şi pentru asigurarea unei legături impermeabile între o construcţie veche şi una nou construită. 4. SPECIFICUL ROSTURILOR PENTRU CONSTRUCŢII HIDROTEHNICE 4.1. Construcţii hidrotehnice Prezentul Ghid se aplică pentru rosturile construcţiilor hidrotehnice care sunt supuse presiunii apei pe durata de exploatare. În acest sens, principalele lucrări hidrotehnice la care se prevăd rosturi, sunt nodurile hidrotehnice cuprinzând în principal barajul, centrala şi galerii (Fig.4.1), ,precum şi ecluzele (Fig.4.2) şi docurile uscate (Fig.4.3).

8

Fig 4.1. Sistem hidroenergeric

Fig. 4.2. Ecluza Navodari

Portile de Fier

Fig. 4.3. Doc uscat

Un nod hidrotehnic este solicitat printre altele de presiunea apei din amonte şi din aval creată de nivelul variabil al apei. O ecluză sau un doc uscat sunt supuse presiunii apei din exterior şi din interior . Aceaste presiuni se pot manifesta în diverse combinaţii, în funcţie de situaţia de exploatare. Sistemul de drenaj va fi conceput astfel ca sa ofere posibilitatea masurarii debitelor infiltrate prin rosturi. Este necesar ca in timpul exploatarii lucrarii sa existe posibilitatea efectuarii observatiilor si a reparatiilor curente. Aceste lucrări sunt astfel concepute pentru a prezenta impermeabilitate in ambele sensuri , respectiv apa să nu traverseze construcţia prin rosturi sau corpul de beton. 4.2. Specificul rosturilor pentru construcţii hidrotehnice Dimensiunile mari ale lucrărilor hidrotehnice, şi în primul rând barajele şi variaţia lor structurală, impun împărţirea construcţiei în secţii (ploturi) a căror dimensiuni se determină pe considerente de exploatare tehnologică, cât şi de rezistenţă. Între acestea se realizează rosturi de temperatură – tasare care au rol permanent. De asemenea, construcţia va fi realizată în lamele, între acestea prevăzându-se rosturi de lucru care au caracter temporar. Elementele componente ale unui rost de contractie obisnuit, de la paramentul amonte spre aval, sunt urmatoarele: pana de beton armat, tola sau banda de etansare, putul de vizitare, zona curenta a rostului (fig. 4.4)

9

Fig. 4.4. Tipuri de rosturi transversale – sectiuni orizontale: a – plane joantive (barajul Guri); b. Frante (garajul Friant); 1. banda PVC de etansare, 2 – mastic bituminos, 3 – tubatie de aer cald, 4 – put de vizitare; 5 – tola metalica de etansare; 6 – rost frant; 7 – rampa orizontala Ø1 ½” de injectii; 8 – rampa verticala Ø 1” de injectii.

Aceste rosturi trebuie să aibă o fundamentare tehnică adecvată şi o execuţie corectă, întrucât în caz contrar apar o serie de neajunsuri în exploatarea lucrării şi în primul rând se produc infiltraţii. Acestea pot apare în diverse zone ale construcţiei acolo unde rostul temporar nu a fost tratat corespunzător şi la rosturile definitive care pot fi degradate din cauza solicitărilor care nu au fost prevăzute. Pot apare astfel şi antrenări de material care conduc în timp la slăbirea fundaţiei. Construcţiile hidrotehnice se caracterizează printr-o lungă perioadă de exploatare, astfel că şi rosturile trebuie să lucreze adecvat în acest timp, să fie durabile şi să necesite lucrări de reparaţii cât mai puţine. Aceste rosturi vor fi amplasate astfel pentru a preveni formarea de fisuri care pot apare la schimbările caracteristicilor mecanice ale rocilor din terenul de fundare sau existenţa unor neregularităţi geometrice în morfologia văii (Fig.4.5). Dispunerea rosturilor la distanţe prea apropiate de versanţi abrupţi cu muchii intrânde poate genera fisuri în beton. Este recomandabil să fie prevăzute rosturi în zona proeminenţei sau în zona de pană.

Fig. 4.5. Pozitionarea rosturilor transversale de contractie: a - in zonele de schimbare a caracteristicilor mecanice ale rocilor din terenul de fundare; b – in zonele cu proieminente morfologice; 1 – rost de contractie; 2 – fisura; 3 – rost in zona proeminentei; 4 – pana de beton, racita la temperatura rocii; 5 – rost rece

10

În funcţie de lăţimea profilului transversal al unui baraj poate apare necesitatea unor rosturi de contracţie longitudinale în ploturile formate de rosturile de contracţie transversală (fig.4.6).

Fig. 4.6. Baraj Eskaba – rosturi longitudinale de contractie

Rosturile se vor prevedea şi pentru separarea centralei hidrotehnice de la piciorul aval al barajului, de corpul barajului, precum şi a conductelor de golire înglobate în corpul barajului care se prelungesc în aval. Rosturile de lucru sau de construcţie au caracter temporar şi sunt prevăzute din cauza formei structurii care cuprinde atât părţi orizontale cât şi verticale ce se betonează în etape diferite şi care structural au continuitate. Între blocurile de beton adiacente, practic nu există deplasări (fig. 4.7).

Fig. 4.7. Baraj de greutate cu pinteni amonte si aval - sectiune transversala

În cazul unor volume mari de beton este necesară limitarea acestora la cantitatea ce poate fi pusă în operă fără întrerupere, împărţind lucrarea în lamele. O lamelă este delimitată prin rosturi de lucru faţă de cele adiacente la care betonarea se face ulterior. De asemenea, se va avea în vedere tasarea în timp a unei lamele care iniţial nefiind legată structural cu cele adiacente are o mişcare liberă, ceea ce conduce la reducerea 11

eforturilor şi în consecinţă a cantităţii de armătură necesară. Betonarea ploturilor adiacente se va face ulterior după consumarea în cea mai mare parte a tasărilor. Între lamele trebuie asigurată etanşarea necesară având în vedere deformaţiile care apar din contracţia betonului ca urmare a timpului diferit de betonare. La alcătuirea acestor rosturi se va ţine seama de barele de armătură necesare pentru asigurarea continuităţii structurii şi care perforează rostul. Dispunerea rosturilor de lucru va avea în vedere considerentele tehnologice şi de alcătuire a structurii. Cofrarea rostului trebuie făcută astfel ca să nu apară scurgerea apei ce va antrena şi particulele fine de material (ciment, nisip), rezultând un beton poros în dreptul acestor rosturi. De aceea nu se recomandă utilizarea cofrajelor pierdute din plasă de sârmă sau tablă ambutisată care conduc la această situaţie pusă în evidenţă prin cecetări specifice. Rostul de lucru are astfel rolul de a permite turnarea discontinuă a unor mari volume de beton, asigurând în acelaşi timp cerinţele necesare pentru a realiza ulterior continuitatea structurii. Rosturile definitive, dintre tronsoanele structurii (ploturi sau sectii), au rolul de a permite deformaţia şi tasarea independentă a acestora, de a asigura contracţia şi dilatarea liberă a betonului având în vedere gradientul de temperatură, natura terenului de fundare şi modul de exploatare. Se va ţine seama de distanţa dintre rosturi în alcătuirea elementului de rost. Soluţia constructivă adoptată trebuie să aibă în vedere alcătuirea structurii şi durata de viaţă a acesteia. Aceste rosturi pot fi de contracţie, dilataţie şi de contur. Rosturile de contracţie transversale compartimentează lucrarea hidrotehnică în ploturi (secţii) independente prevenind astfel formarea de fisuri în planuri perpendiculare pe axul construcţiei. Aceste fisuri pot să apară din cauza contracţiilor la întărirea betonului, variaţii ale temperaturii exterioare sau tasărilor inegale ale terenului de fundare. Aceste rosturi sunt verticale şi se extind din fundaţie până la coronament. Rosturile de dilatare se prevăd în principal pentru a permite schimbări volumentrice în structuri care apar din cauza variaţiilor de temperatură şi de a preveni transferuri de efort de la o zonă la alta a structurii. Astfel între aceste structuri nu se prevăd legături rigide. Rosturile de contur se află la intersecţia rostului de deformaţie cu paramentul şi coronamentul structurii şi pot fi de exterior sau interior. Cele de exterior cu rolul de a proteja rosturile de deformaţie de pătrunderea apei, izbirea gheţurilor şi valurilor şi de murdărire. Cele de interior conturează încăperile, diverse galerii etc. Alcătuirea rosturilor se poate face în diverse variante, soluţia de principiu prevede următoarele: -

în amonte o pană din asfalt sau beton de ciment armat sau nearmat şi mastic bituminos; dimensiunile în plan a elementelor sunt de 0,6 m până la 1,5 m;

-

benzi din material plastic sau din metal.

Pentru rosturile interioare se utilizează în special benzi din material plastic.

12

Urmărirea comportării în exploatare a unor rosturi a arătat că utilizarea pentru pană a elementelor din lemn dă satisfacţie în cazul în care se află permanent sub nivelul apei. În zonele cu nivel variabil al apei, elementele din lemn se distrug prin putrezire. Benzile din material plastic au o largă utilizare fiind foarte eficiente. Distanţa faţă de suprafaţa betonului se va adopta de cca 0,5 m la elementele din beton simplu şi de cca 0,2 m la cele din beton armat. 5. CERINŢELE DE CONCEPŢIE ŞI PROIECTARE A ROSTURILOR 5.1. Observaţii asupra variaţiei deschiderii rosturilor la baraje Pentru o proiectare corectă a unui rost şi o execuţie corespunzătoare a acestuia este necesar să fie cunoscute viteza de deformaţie a rostului, mărimea maximă a deformaţiei şi regimul de temperatură a construcţiei. Acestea pot fi determinate prin calcul, dar o mare importanţă o are procurarea de informaţii privind efectul temperaturii şi lucrul rosturilor de temperatură – tasare pe baza observaţiilor în situ. Observaţiile în natură asupra deformaţiei rostului în perioadele de exploatare normală a lucrărilor hidrotehnice arată că mărimea acestor deformaţii în diversele zone ale construcţiei este diferită. Există diferenţe şi în ceea ce priveşte caracterul deformaţiei în construcţie, care are diferite condiţii de fundare. Deformaţia rosturilor depinde de regimul de temperatură a construcţiei, caracteristicile fundaţiei, distanţa dintre rosturi, tipul şi dimensiunile construcţiei şi locul de dispunere a rostului în cadrul construcţiei. Deformaţiile minime ale unui rost în perioada de exploatare se observă la lucrările hidrotehnice masive (baraje de greutate), dispuse pe un teren cu compresibilitate redusă (rocă stâncoasă). În perioada de exploatare, temperatura betonului variază în limite reduse şi se apropie de valorile multianuale ale temperaturii zonei în care este amplasată lucrarea. Cu cât este mai izolată partea mediană a construcţiei de acţiunea mediului înconjurător (aer, apă), cu atât aceasta este mai stabilă şi în mică măsură este expusă modificărilor de temperatură şi în consecinţă, lăţimea rostului de temperatură variază în limite reduse în decursul unui an au. Deformaţii mai mari se observă în zonele exterioare ale construcţiei, care se află în contact cu apa sau aerul atât în amonte cât şi în aval. Variaţia temperaturii apei în cursul unui an depinde atât de condiţiile climaterice ale amplasamentului, cât şi de adâncimea apei din bieful amonte. În toate cazurile, variaţia anuală de temperatură a apei lacului de acumulare la diferite adâncimi poate fi diferită, iar mărimea deformaţiilor din temperatură a paramentului este mai mare decât cea din interiorul corpului construcţiei masive. De exemplu, în lacul de acumulare a Hidrocentralei Buhtarmink la adâncimea de cca. 55 m, temperatura apei în decursul unui an variază în lunile de iarnă cu 3,0 oC – 3,5oC până la 8oC în octombrie. O acţiune mai intensă a variaţiilor de temperatură o va suporta partea construcţiei care este dispusă în aval. În legătură cu aceasta şi deschiderea rosturilor în această zonă va fi mai mare.

13

În procesul de exploatare pe măsura ce ne îndepărtăm de fundaţie, spre partea superioară a construcţiei, asupra masivului de beton se manifestă tot mai puternic variaţiile de temperatură ale apei şi aerului. Ca urmare, are loc o variaţie ciclică a deschiderii rosturilor de temperatură: valoarea maximă este la coronament şi practic neînsemnată la baza construcţiei (Fig.5-1). Temperatura betonului se modifică pe o adâncime mai mare în zonele care sunt supuse nemijlocit acţiunii variaţiei anuale a temperaturii aerului înconjurător,

Fig. 5.1. Variatia ciclica a deschiderii rosturilor

În aprecierea influenţei condiţiilor climatice asupra lucrului rosturilor de temperatură, trebuie avute în vedere următoarele: -

în zonele cu climat aspru, îngheţarea betonului se propagă până la adâncimea de 3 – 5 m, depăşind zona de dispunere a rostului, ceea ce conduce la dificultăţi în proiectarea acestora;

-

necesitatea luării în consideraţie a unor particularităţi privind dezvoltarea deformaţiilor betonului îngheţat prin coborârea în acesta a temperaturii sub 0oC şi apoi în perioada în care se află în stare îngheţată.

Experienţa barajelor amplasate pe terenuri compresibile, arată că o parte însemnată a tasării (până la 65 – 85 % din valoarea de calcul) se consumă în perioada construcţiei, adică până la inundarea lacului. Intensitatea tasărilor în această perioadă depinde, în principal, de grosimea stratului compresibil şi de caracteristicile terenului de fundare. Cu cât este mai mică grosimea stratului compresibil şi cu cât conţine mai mult nisip, cu atât mai mult o parte mai însemnată a tasării se consumă pe durata execuţiei. La centrala hidroelectrică Dubosari, după turnarea betonului în perioada unui an s-a consumat 85 % din tasarea de calcul. Şi la alte centrale hidroelectrice fundate în condiţii asemănătoare, tasarea consumată în timpul execuţiei a reprezentat 75 % – 85 % din mărimea de calcul a acesteia. După umplerea lacului în toate cazurile, intensitatea tasării s-a diminuat considerabil. În majoritatea cazurilor tasarea atinge valoarea de calcul în al doilea sau al treilea an de exploatare. De exemplu, la clădirea masivă a nodului hidroenergetic Verhne – 14

Svirskoi, valorile de calcul ale tasării pot ajunge la 230 mm din efectul greutăţii construcţiei. În realitate tasarea a atins 210 mm după doi ani de exploatare, iar în continuare acestea au fost de numai 2,0 – 2,2 mm (fig.5-2).

Fig. 5.2. Valori de calcul ale tasării la clădirea nodului hidroenergetic Verhne – Svirskoi, Din observaţiile făcute la construcţiile nodului hidrotehnic Votkiski s-a constatat că modificarea tasărilor este neesenţială, iar valorile sunt comparabile cu cele ale construcţiilor asemănătoare. Tasarea medie a unei secţii a hidrocentralei este de 63 – 119 mm, a barajului deversor de 79 – 110 mm, a ecluzei 73 – 91 mm. Intensitatea tasărilor se atenuează apoi considerabil, ajungând la 0-3 mm practic stabizându-se. Înclinarea construcţiei Tabel 5-1 Nr. crt.

Denumirea construcţiei

1

Clădirea centralei hidroelectrice

2

Baraj deversor

Numărul secţiei 1 2 3 4 5 1 2 3 4

Înclinarea (mm/m) mal drept mal stâng 0,09 0,13 0,05 0,15 0,37 0,18 0,02 0,00 0,46 -

În direcţia longitudinală, transversal cursului de apă, înclinarea construcţiei în direcţia malului stâng şi drept sunt arătate în Tabelul 5-1. Deplasarea conturului construcţiei este arătată în Tabelul 5-2.

15

Deplasarea conturului lucrării Tabel 5-2 Nr. crt. 1 2

Denumirea construcţiei Clădirea centralei Baraj secţia 1 secţia 4

Deplasarea (mm) aval amonte 1,82 – 2,8 0,86 0,25

Din observaţiile asupra construcţiilor hidrotehnice la Nodul Gorkovski s-a constatat că în zona centralei şi a barajului, tasările sunt relativ uniforme fiind de cca. 40 mm, iar în secţiile marginale, care se racordează cu un baraj de pământ, tasările maxime sunt de 78 mm şi respectiv 63 mm (Fig. 5.3).

Fig. 5.3. Tasarea a două secţii adiacente este relativ verticală, cu excepţia zonelor marginale sau de racordare cu clădirea centralei unde deformaţiile sezoniere pot atinge 3-7 mm (Fig. 5.4).

Fig. 5.4.

Măsurătorile confirmă faptul că modificarea deschiderii rostului de deformaţie în construcţiile de beton este în strânsă legătură cu variaţia temperaturii mediului înconjurător. Pentru nodul hidroenergetic Chevatkinski, deplasările au fost următoarele: 16

- la coronamentul barajului deversor din bieful amonte:

10 mm

- la adâncimea de 32,3 m faţă de coronament:

7 mm

- la galerie şi la barajul deversor la 36,0 m adâncime - faţă de coronament: - la baza fundaţiei:

2,5 mm fără variaţie

Sistematizarea şi observaţiile făcute asupra comportării unor noduri hidrotehnice arată că la proiectarea rosturilor de deformaţie la construcţiile amplasate pe terenuri compresibile relativ uniforme (tabel 5-3), pot fi avute în vedere următoarele valori: - lăţimea rostului in radier

1 1,5 cm

- lăţimea rostului la coronamentul construcţiei:

4 – 5 cm

- înclinarea unei secţii din direcţia biefului amonte sau aval (în lungul cursului de apă):

0,08 mm/m înălţime de construcţie

- înclinarea în sens longitudinal (transversal cursului de apă):

0,8 – 1,0 mm/m înălţime de construcţie

Nr.

4

Volga I

Volga II

(mm)Tasare

12,0

7,6-19,4

5,5

17-36

21,0

17,2

93-119

42,1

48,0

2-24

79-110

38,0

31,0

4

73-91

Nisip mic si mare

34,5

48,0

?

40-78

Nisip

56,0

60,0

1-31

169

Baraj

43,0

52,0

3-20

164,5

11,6

Ecluza

29,0-31,0

40,0-48,0

4

234,5

10,6

59,5

60,0

31

160÷330

s 0,058

10

40,15

52,0-61,0

4

142÷200

d 0,72

11

30,0-33,5

30,0-52,0

-

-

35,2

50,0

212

s 0,05

8÷11

1,8

33,2

47,0

196-256

d 0,38

10÷12

12,6

Hidrocentrala

Hidrocentrala

Hidrocentrala

Depuneri aluvionare

Ecluza Kahovki

17

1-24

Baraj

5

10,0

54,5

Baraj 3

6

46,0

Ecluza

Gorkovki

10,0

Argelite Alevrolite si umpluturi de argila

Hidrocentrala Baraj

2

Marimea deplasarii (mm)

Inaltimea (m)

Nodul Hidro energetic

Votkinski

Deschiderea maxima a rostului la coronament (mm)

Geologia

1

Rosturi de deformatie Constructia

crt.

Inclinare mm/mlongitudinala

Rosturi de deformatie si deplasarea constructiei pe terenuri compresibile (Tabel 5-3)

Hidrocentrala Baraj

Nisip fin din cuart

Ecluza

Distanta intre rosturi (m)

Latime a rostului (cm)

dreapta 0,050,13 stanga 0,15-0,37 dreapta 0,46 stanga 0,02+0,18 d 1,05 s 1,08

26,5

26,4

2,0÷20, 0

s 0,4

34,5÷43,0

2,0÷ 20,0

5.2. Lăţimea rosturilor

17

Lăţimea rosturilor de deformaţie depinde de geologia amplasamentui, caracteristicile geotehnice ale terenului de fundare, dimensiunile geometrice ale construcţiei şi variaţia temperaturii mediului înconjurător. La construcţiile fundate pe un teren stâncos solid, lăţimea Δl 1 rostului de temperatură se recomandă să se determnine cu relaţia Δl1 = α x Δt x

l1 + l 2 2

unde: α

- coeficient al dilatării liniare a betonului (1,0 - 1,2 x 10-5 /grad)

Δt

- variaţia temperaturii mediului înconjurător în perioada de execuţie şi exploatare

l1, l2

- dimensiunea a două secţii ale construcţiei adiacente rostului.

La construcţiile amplasate pe terenuri compresibile, lăţimea rostului de deformaţie se determină în funcţie de caracteristicile terenului, care determina tasarea constructiei. Lăţimea rosturilor de temperatură – tasare trebuie să fie astfel adoptată pentru ca să fie evitată acţiunea unei părţi asupra alteia, care poate apare în cazul unor tasări neuniforme. Această cerinţă poate fi determinată orientativ cu relaţia: Δl2 =

y1 − y 2 ⋅ hy , l

unde:

y1 şi y2

– tasările extremităţilor unei secţii de lungime ly, care se determină prin calcule

hy

– înălţimea masivului de beton al secţiei

Lăţimea maximă totală a unui rost devine: Δl = Δl1 + Δl2 + Δl3 unde: Δl1 Δl2 Δl3

- deformaţie din temperatură; - deformaţie diferenţiată a tronsoanelor separate prin rosturi; - latime de siguranţă din cauza aproximaţiei calculelor.

Pentru reducerea valorii înclinării (Δl2) se recomandă ca punerea în operă a betonului ploturilor alăturate să se facă cât mai uniform şi să nu se creeze diferenţe mari de înălţime între secţii. Pentru determinarea variatiilor de temperaturi vor fi avute in vedere datele Institutului de Meteorologie. Pentru calcule preliminare vor fi considerate urmatoarele limite: -

pentru constructii de beton si beton armat: +300 C....- 200 C

-

pentru constructii metalice

+400 C....- 300 C

Se va tine seama de temperatura aerului din timpul executiei.

18

Modul de considerare a variatiei de temperatura exterioara, pentru calculul elementelor de rezistenta se va stabili in functie de prevederile normativelor din domeniu. In tabelul 5-4 este data valoarea coeficientului de dilatare termica a diferitelor materiale. Coeficientul de dilatatie termica Tabel 5-4 Coeficient de dilatare pentru

Material

Deplasarea de temperatura pentru 3 m (mm)

..0 C

Dt=650

Dt=850

Calcar

4x10-6

1,0

1,3

Lemn

4 ÷ 6x10-6

1,0 ÷ 1,5

1,3 ÷ 1,9

8 ÷ 10x10-6

20 ÷ 2,6

2,5 ÷ 3,2

Caramida Granit Sticla Beton Otel Bronz

Poliester

Policarbonat

1,6 ÷ 2,5

2,3 ÷ 2,8

12x10-6

3,1

3,8

12x10-6

3,1

3,8

5,1

6,3

6,1

7,6

5,1 ÷ 8,9

6,3 ÷ 11,0

-6

24x10-6 26=35x10-6

PVC

1,3 ÷ 2,0

9 ÷ 11x10-6

20x10

Aluminiu

Acrilic

5 ÷ 8x10-6

40-70x10

-6

60-70x10

-6

50-90x10

-6

2,8 ÷ 3,5

10,2 ÷ 17,8

12,6 ÷ 22,0

12,8 ÷ 23,0

15,8 ÷ 28,3

15,3 ÷ 17,8

18,9 ÷ 22,0

În practică, lăţimea rostului se poate mări treptat de la valoarea din zona radierului la cea de la nivelul coronamentului. În construcţiile care se realizează pe teren stâncos lăţimea rostului de temperatură se poate adopta astfel: - pe feţele laterale pe adâncime de: - 2,5 – 3,5 m la paramentul amonte

1,0 cm

- 4 - 6 m la paramentul aval:

1,0 cm

- în zona centrală a construcţiei:

0,3 – 0,5 cm

În practica construcţiilor hidrotehnice pentru stabilirea mărimii rostului de temperatură – tasare va fi luată în considerare şi productivitatea pentru instalarea şi extragerea cofrajelor. Pornind de la această observaţie, există tendinţa de mărire a lăţimii rosturilor la 10-30 cm sau chiar mai mult (până la 80 cm - 100 cm), mult mai mare decât 19

cea care rezultă din calcule. Dacă lăţimea rostului este până la 5,0 cm apar dificultăţi la scoaterea cofrajelor. Variantele constructive de realizare a rosturilor sunt: duble – lărgite, joantive poligonale şi joantive drepte (Fig.5-5). Rosturile duble lărgite au efecte favorabile asupra răcirii naturale a betonului din corpul ploturilor dar, practic este evitat din cauza necesităţii cofrării de două ori a aceluiaşi rost şi a unor dificultăţi tehnologice.

Fig. 5.5.Rosturi: a. duble – lărgite, b. joantive poligonale c. joantive drepte

Avand in vedere costurile si durata executiei se recomanda rosturi joantive care asigură încă din faza de construcţie rezemarea reciprocă a ploturilor, şi deci adoptarea unor structuri. Răcirea betonului se face însă în condiţii mai grele, si la grosimi ale barajului mai mari de 12 ... 15 m poate apare necesară răcirea artificială. Rosturile joantive poligonale (cu redane sau ştrepi) (fig. 5.6) îşi bazează concepţia pe asigurarea unei mai bune conlucrări între ploturile adiacente. Muchiile sunt însă puncte de concentrări de eforturi şi de posibnile amorsări ale unor fisuri. În plus, realizarea redanelor implică complicaţii suplimentare.

Fig. 5.6. Elemente tipice la un rost de contractie: 1 - pana de beton armat; 2 – banda de etansare; 3 – put de vizitare si drenaj; 4 – vopsea bituminoasa si carton asfaltat; 5 – dop de asfalt; 6 – scari de acces in put

Cele mai fregvent folosite in special pentru barajele arcuite cu dubla curbura sunt rosturile joantive drepte. Daca latimea rostului este pana la 5 cm apar dificultati la scoaterea cofragului. 20

Se recomandă să se realizeze rosturi înguste de temperatură – tasare la construcţiile fundate pe terenuri compresibile în radier cu deschiderea de 1,0 – 1,5 cm, iar mai sus până la coronament de până la 4-5 cm. 5.3. Distanţa dintre rosturi Mărimea distanţei dintre rosturile construcţiei depinde de înălţimea acesteia, felul fundaţiei şi condiţiile climatice, în primul rând de variaţia temperaturii aerului (fig. 5.7).

Fig. 5.7 Distante intre rosturi

Obişnuit, rocile stâncoase caracterizează o valoare a coeficientului de frecare cu betonul de 0,6 – 0,8. De aceea, la aceste fundaţii trebuie ca separarea construcţiei prin rosturi de temperatură să fie mai deasă cu luarea în considerare a particularităţilor constructive a fiecărei construcţii: baraj, centrala, ecluze ş.a. Astfel, de exemplu, în baraj se recomandă ca rosturile de temperatură să fie prevăzute la fiecare deschidere. În afară de aceasta, rosturi care nu secţionează toată construcţia pot fi realizate la fiecare 10-12 m. În clădirea centralei hidroelectrice se vor prevedea rosturi de temperatură după fiecare agregat, independent de distanţa dintre axul agregatelor. În anumite cazuri, fundamentat, când se iau măsuri la execuţie (răcirea apei şi pietrei sparte, alegerea mărcii şi cantităţii de ciment, utilizarea adaosurilor plastifiante etc.) se poate prevedea împărţirea clădirii masive a centralei hidroelectrice, prin rosturi de temperatură a centralei hidroelectrice, la fiecare al doilea agregat. Sasul unei ecluze sau camera unui doc uscat poate fi secţionat prin rosturi de temperatură la fiecare 20-30 m; rosturi in bajoaier, până la radier, pot fi prevăzute la 1012,5 m. Prevederea rosturilor de temperatură are în vedere reducerea deplasărilor şi eforturilor din temperatură, care pot apare în corpul construcţiei mai ales atunci când fundatia este incastrata în teren stâncos. În construcţiile amplasate pe terenuri necoezive, compresibile (nisipuri), distanţa dintre rosturile de deformaţie poate fi mărită considerabil. În astfel de cazuri, rosturile de temperatură pot fi şi de tasare. Mărirea distanţei dintre rosturile de deformaţie poate fi admisă întrucât coeficientul de frecare pe terenuri nisipoase este de 0,35 – 0,45 şi la contactul radierului cu terenul de fundare apar forţe de frecare din deformaţiile din temperatură şi tasare care sunt de 1,5 ori mai reduse faţă de un teren stâncos. Pornind de la 21

particularităţile constructive ale fiecărei lucrări (baraj, centrală, ecluză ş.a.) se poate recomanda distanţa dintre rosturi ca fiind de 35 – 40 m în baraj, de până la 60 m în centrală (la două agregate) şi la ecluze de până la 40 m (vezi şi Tabel 5-5). În unele tari, distanţa variază între 9 şi 24 m, iar pentru baraje de beton mai puţin înalte, distanţa dintre rosturi este cuprinsă între 9 şi 15 m (Tabel 5-6). În construcţiile dispuse pe terenuri coezive compresibile omogene (argilă) care se caracterizează printr-o mărime a coeficientului de frecare de 0,30 – 0,35, distanţa între rosturile de deformaţie se poate lua ca şi pentru terenuri de fundare nisipoase. Prin „coeficient de frecare” (tg ϕ) se va înţelege luarea în considerare a coeziunii, determinându-se cu relaţia: c

tg ϕ = f + p unde: f - coeficientul de frecare c - coeziunea terenului p - presiunea pe terenul de fundare în diverse ipoteze de calcul La valori mici ale coeficientului de frecare la terenuri neomogene compresibile coezive (0,20 ÷ 0,25) pot apare şi tasări neuniforme însemnate ale construcţiei. În acest caz, numărul de rosturi de deformaţie (temperatură – tasare) se recomandă a fi mărit. O astfel de soluţie permite să se reducă pericolul apariţiei de tasări neuniforme a diverselor părţi ale construcţiei. În ceea ce priveşte rosturile de temperatură care nu se realizează pe întreaga înălţime a construcţiei, acestea pot fi prevăzute aşa cum permite particularitatea constructivă a construcţiei (baraj, centrala, ecluze etc.). În fosta URSS, la hidrocentrala Verhne – Svisc, barajul de 111,0 m lungime a fost împărţit în trei deschideri de 37,0 m, iar în fiecare deschidere au fost prevăzute două rosturi de temperatură – tasare, iar la clădirea centralei de 117,0 m lungime nu au fost prevăzute rosturi de temperatură – tasare. În masivul de sub nivelul apei al centralei au fost prevăzute numai rosturi de temperatură, separând fiecare agregat. În lungul sasului ecluzei au fost realizate rosturi de temperatură – tasare la intervale de 45,0 m, iar numai rosturi de temperatură la fiecare 15,0 m. Se menţionează că la nodurile hidroenergetice Kaitacosk, Ianiscosk, Raiacosk ş.a., unde construcţiile sunt fundate pe teren stâncos şi sunt supuse unei presiuni a apei de 21,0 m la o temperatură a aerului de până la -35oC, distanţa dintre rosturile de temperatură a fost luată de 6-8 m în baraj şi 13-15 m la clădirea centralei. Distanţa relativ mică între rosturile de deformaţie a dat posibilitatea adoptării unei grosimi a rosturilor de 1-2 cm. 5.4. Dimensionarea benzilor de rost din material plastic Alegerea corectă a tipului de bandă de etanşare pentru rosturile de dilatare şi de construcţie depinde atât de modul de expunere, cât şi de presiunea apei, deschiderea rostului şi alcatuirea structurala.

22

Dacă pentru modul de expunere prevalează proprietăţile chimice ale benzii de rost pentru celelalte actiuni care conduc la solicitări in elementul de material plastic este necesară dimensionarea acestora ţinând seama de proprietăţile mecanice ale materialului. Având în vedere diversitatea tipurilor de bandă de rost este necesar ca furnizorul să prezinte rezultatele testelor efectuate pentru tipurile propuse privind deplasările înregistrate la diverse presiuni ale apei pentru diverse deschideri ale rostului. În fig.5-8 sunt date unele exemple privind diagramele obţinute luând în considerare elementele menţionate mai sus.

Fig. 5.8. a

Fig. 5.8 b.

De asemenea, se pot întocmi tabele care cuprind pentru diverse tipuri de bandă de rost, presiunea apei, deplasarea care se produce la întindere şi la forfecare având în vedere locul de amplasare a benzii: intern sau extern (Tabel 5-7). Tipul de bandă de rost internă sau externă va fi caracterizat astfel prin elemente geometrice ca de exemplu: - banda dispusă intern, lăţime totală (a), lăţimea părţii extensibile (b), grosimea părţii extensibile (c), lăţimea părţii de fixare în beton (s), lăţimea bulbului centrale (k), înălţimea nervurilor de fixare (f) (Fig. 5-9)

23

Fig. 5.9

- banda dispusă exterior lăţime totală (a), lăţimea părţii extensibile (b), grosimea (c), înălţimea nervurii de fixare (f), numărul nervurilor de fixare (N).

Amplasarea rosturilor la unele constructii hidrotehnice Tabel 5-5 Distante ( m)

Temperaturi masurate 0C Nr. crt.

Nodul Hidroenergetic HC

Presiune statica

Geologie min

max

Baraj

Cladire centrala

Ecluza

De la parament amonte la umplutura rostului Cladir e -

100x50

4,0

30x30

0,81,8

2,3

15x15 20x20

2,5

-

25x25

5,0

3,5

100x80 30x30

Baraj 1 2 3 4 5

Bratsc

106,0

Buhtarminsk

67,0

UstiKamegorsk

-

-

gabrou

-57,5

+39,7

37,0

gabrou

-57

+40,0

14,0 21,5

22,0 si 28,3

Mamakarsk

46,5

gabrou

-60

+37,0

15,0

14,5

Kremencingsk

19,5

gabron

-15

+25,0

19,5

50,5

Kahovsk

17,0

Nisip fin si mediu

-18

+32

47,0

50,5

49,07

15,9

7,54,15

150x80 150x80 33x30

Votkinsk

23,0

Argelite, alevrolite Argila

-45

+30

48,0 23,012,5 rost partial

55,0

31,5

2,5

3,75

120x80 80x80

Volga II

27,0

Nisip fin

-28

+35

52,0

60,0

30,0

11,5

4,08,5

Volga III

29.0

Aluviuni

-38

+35

52,0

60,0

30,0

11,5

4,08,5

6 7

22,0 12,0 11,5

-

-

19,0

-

Dimensiu ne ecluza (cm)

25 (12,5 rost partial) 30,0÷ 32,0 15,0÷16, 0

2,5 4,05,0

8 9

170x140 160x110 80x80 170x140 160x110 72x72

Elemente ale rosturilor definitive şi comportarea acestora 24

Tabel 5-6

Nr crt .

Nodul hidroenergeti c

1

Alpe Gera (Italia) Bowndari (SUA) Bai Mujeris (Italia) Grand Diksance (Elveţia) Dakan (Irak) Gioveretto (Italia)

2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12

13 14

Marege (Franţa)

Distanţa (m) Între de la rosturile paramentu de l amonte deformaţi la rost e

Tipul barajulu i şi înălţime a

Temperatur a medie anuală 0 C

a/176

-

6,0

A/119

+ 10

C/62

+ 13,5

Tipul rostului

Modul de lucru

0

Bandă metalică

F.B

16,0

-

-„_

22,0

1,95

Pană asfalt Bandă de cupru

G/284

+ 10,0

12÷15

4,0

A/116,5

+ 20,0

18,0

0,3

C/87

+ 10.0

18,0

1,55

A/84

+ 14.0

16,0

-

C/102

+ 20,0

14,0

0,73

A/237

+ 10.0

16,0

1,2

Menjil (Iran) Movoisen (Elveţia) Stvlian (SUA) Sarran (Franţa) Sanmans (China) Ponte d’Avio (Italia) Imperial (SUA)

C/30,4

-

15,2

1,5

G/114,5

+ 15,0

18,5

1,07

G/100

+ 28,0

18,0

0,8

C/65

+ 25,0

22,0

1,0

G/13,5

-“ Bandă de cauciuc Rost lărgit şi injectare Bandă de cauciuc -“ Bandă de policroli d hlorid Pana asfaltică Bandă de cupru şi injectare Pană asfaltică Bandă de cauciuc

uşoare infiltraţi i F.B F.B uşoare infiltraţi i F.B B B F.B F.B F.B B

A – in arc; G- de greutate; C- contrafort

Deplasările benzii de rost la diferite presiuni ale apei 25

Tabel 5-7 Tipul benzii de rost şi Presiunea apei locul de instalare (m) A. ROSTURI DE DILATARE Intern Tip bandă de rost X X X Extern Tip bandă de rost X X X B. ROST DE CONSTRUCŢIE Intern Tip bandă de rost X X X Extern Tip bandă de rost X X X

Deplasarea (mm) întindere forfecare

X X X

X X X

X X X

X X X

0 – 3 mm

0 – 3 mm

6. SISTEME DE REALIZARE A ROSTURILOR 6.1. Construcţia rosturilor de deformaţie De regulă, rosturile totale sau parţiale sunt verticale. Uneori, rosturile de temperatură totale pot avea o uşoară înclinare pe o lungime limitată. Rosturile de temperatură pot avea în plan traseul frânt. În acest caz, în special, în cazul fundării pe rocă au loc numai deplasări orizontale ale diferitelor părţi ale construcţiei. Pentru asigurarea impermeabilităţii rosturilor de deformaţie se realizează din metal, cauciuc sau material plastic, dispuse vertical şi orizontal, pene de asfalt, beton armat etc. Cele mai răspândite sunt benzile din aramă sau alamă. În fosta URSS au fost intens utilizate penele din asfalt. În ultimul timp se utilizează benzi din material plastic. Benzile de rost sunt utilizate pentru asigurarea etanşeităţii unei construcţii împotriva etanşeităţii unei construcţii împotriva penetrării apei freatice şi a presiunii hidrostatice. În combinaţie cu un beton impermeabil se asigură impermeabilitatea întregii structuri. În afară de impermeabilitatea acestor „bariere” şi a zonei de contact cu betonul, o mare însemnătate o prezintă impermeabilitatea betonului din jur. De aceea trebuie prevăzute măsuri în apropierea diafragmei care să prevină infiltrarea apei. Pentru asigurarea posibilităţii de control a modului de lucru a rostului de deformaţie, se prevăd puţuri de observare. Acestea pot fi utilizate, dacă este necesar, pentru a lua măsuri suplimentare de etanşare. 26

6.2. Benzi metalice Benzile din metal se utilizează pentru rosturile de temperatură ale construcţiilor fundate pe teren stâncos (Fig. 6.1). Acestea trebuie să aibă o rezistenţă însemnată la coroziune.

Fig. 6.1 Benzi metalice a, b: cu compensator; c- fără compensator

În principal se foloseşte arama, alama sau otelul inoxidabil. Se menţionează ca material şi plumbul protejat cu o vopsea bituminoasă, dar numai la construcţiile de mică înălţime unde nu sunt de aşteptat deformaţii mari ale construcţiei. Benzile metalice profilate vor fi executate în ateliere specializate. Îndoirea foilor de tablă va fi făcută cu raza minimă admisă de cca. 1 – 1,5 ori grosimea. Pentru a nu se crea stări de tensiune în zona îndoirii, profilarea se poate face cu o încălzire şi răcire lentă. Încălzirea se face la temperatura de 500 oC pentru oţel, 480oC pentru alamă şi de 1100oC pentru oţel inoxidabil. Tehnologia va fi definitivată în uzină. Îndoirea şi dezdoirea benzilor metalice la montaj nu se admite. Benzile trebuie să fie curăţate de murdărie şi depuneri care cad de la o ciocănire uşoară. În cazul utilizării protecţiei anticorozive de 0,15 – 0,2 mm la benzile de oţel, acestea pot fi utilizate numai ca o primă bandă de rost fără compensator, cu condiţia să nu fie supuse la îndoiri sau dezdoiri, intrucat se poate degrada protecţia anticorozivă (zincare), si astfel banda metalică este supusă unei coroziuni intense. În cazul îmbinării prin sudură, banda trebuie curăţată înainte iar după sudură zona afectată va fi protejată anticoroziv. Benzile de aramă se folosesc în rosturile de temperatură. Alama prezintă plasticitate, vâscozitate, etanşând bine rostul. Prin adăugarea unor materiale se pot îmbunătăţi proprietăţile anticorozive, ca de exemplu cositor.

27

În general, construcţiile se etanşează cu benzi de metal prevăzute cu compensator in forma de V, M, Z care le permite prelucrarea contractiilor betonului fara afectarea functiei lor de etansare , după care urmează cimentarea rostului. O serie de baraje din SUA la care rosturile au fost cimentate, arată că în toate cazurile temperatura medie anuală a aerului este mai mare de +6oC. Pentru limitarea protecţiei de asfalt dinspre parament, benzile metalice se prevăd după aceasta. Cele mai raţionale sunt benzile cu compensator la care ambele capete sunt încastrate în beton în comparaţie cu cele fără compensator la care se prevede încastrarea numai a unei ramuri, cea de a doua fiind învelită într-un strat de bitum, ceea ce îi permite deplasarea. O mai bună siguranţă la rosturile de temperatură se obtine prin instalarea a două benzi cu distanţa între acestea de 0,5 – 1,0 m. Benzile metalice se pot instala în construcţii cu înălţimea de 200,0 sau mai mult. Materialele utilizate trebuie să răspundă cerinţelor prevăzute mai jos. Benzile metalice se dimensionează presiunea ce apare în cazul tasării umpluturii rostului. Astfel de benzi se utilizează atât pentru alcătuirea rosturilor verticale, precum şi a celor orizontale. Prevederea benzilor metalice la rosturile de temperatură după o perioadă îndelungată de funcţionare s-a dovedit rezistentă, asigurând în acelaşi timp impermeabilitatea rostului. Din experienţa unor lucrări a rezultat că protecţia cu material plastic a unei ramuri a diafragmei (Fig. 6.1 c) necesită o deosebită grijă pentru realizare, dar în timp, nu asigură impermeabilitatea rostului şi apare o curgere a masticului asfaltic. (Ex. Ecluzele de la Novorsbirsk). Distanţa de la umplutura asfaltică până la banda metalică în fiecare parte trebuie mărită în funcţie de înălţimea construcţiei, fiind de 0,3 – 1,5 m. Grosimea diafragmei metalice care limitează umplutura asfaltică cu compensator trebuie verificată la acţiunea masticului la deschiderea maximă a rostului. De regulă ele se calculează la întindere în punctul cel mai de jos al rostului şi în câteva puncte intermediare pe înălţimea rostului. Benzile metalice fără compensator cu un capăt încastrat şi altul liber se calculează ca o bară cu două reazeme cu deschiderea egală cu cea mai mare lăţime a rostului de temperatură sau de temperatură – tasare, aflate sub presiunea cea mai mare a umpluturii şi deschiderea de calcul a rostului. Pe lângă verificarea la încovoiere, grosimea diafragmei se verifică la întindere având în vedere frecarea diafragmei pe stratul de asfalt care apare la mărirea rostului. 6.3. Benzi din cauciuc şi materiale plastice Benzile de rost sunt de trei tipuri: - exterioare: banda se montează pe extradosul suprafeţei de beton a structurii. Acest tip de bandă protejează rostul de pătrunderea impurităţilor sau a altor substanţe (fig. 6-2.a). Această bandă se întâlneşte şi la structura unde este necesară o mai mare siguranţă ca de ex. la centralele nucleare.

28

- interioare: banda se instalează la mijlocul rostului. Dacă se produc mişcări ale celor două secţii alăturate, banda are un bulb central, care îi permite unele deplasări (fig.6.2.b ). - de expansiune: acestea se instalează atunci când betonul structurii este întărit. Rolul lor este acela de a menţine rostul curat, să nu permită pătrunderea depunerilor de praf care pot crea disfuncţionalităţi (fig. 6.2.c ).

a1

a2

b

c

Fig. 6.2. (a1, a2, b, c) benzi de rost din cauciucsau material plastic Banda de rost trebuie să fie impermeabilă, să prezinte o mare elasticitate şi rezistenţă şi o bună comportare la acţiunea agresivă a alcaliilor şi acizilor, hidrocarburilor şi uleiurilor minerale. Bulbul central trebuie să fie amplasat în afara masei de beton, indiferent dacă se instalează intern sau extern. Bulbul nu trebuie să fie înglobat nici măcar parţial în laptele de ciment. Elasticitatea ridicată şi bulbul conduc la o bună absorbţie a eforturilor care pot să apară din cauza variaţiei de temperatură a deplasărilor şi cea degajată la întărirea betonului. Benzile de material plastic se pot folosi la rosturi de lucru sau la cele permanente. Banda se taie uşor cu un cuţit ascuţit şi se sudează prin căldură cu o instalaţie adecvată chiar pe şantier. Astfel de benzi se utilizează în special la rosturile de temperatură şi la cele înguste de temperatură – tasare, de 4-5 cm, la toată construcţia hidrocentralei, fiind supuse 29

presiunii hidrostatice şi deplasării dintre blocurile de beton. Înălţimea barajului poate fi cuprinsă între 50,0 şi 250,0 m. Impemeabilitatea rostului dintre elementele de beton se asigură prin încastrarea în acesta a capetelor benzii. Cauciucul profilat trebuie dispus astfel ca să lucreze sub acţiunea presiunii hidrostatice. Cercetări în natură în fosta Cehoslovacie privind benzile de cauciuc au arătat că durabilitatea acestora depinde de gradul de protecţie la razele ultraviolete, ozon şi ulei mineral. În toate cazurile, benzile de cauciuc trebuie instalate astfel ca să fie ferite de acţiunea directă a razelor soarelui şi de acţiunea apelor agresive, acizi, alcalii şi variaţia rapidă a temperaturii. Pentru astfel de benzi se utilizează neoprenul, vinilinul şi alte materiale sintetice. Latimea unei benzi de rost este in general de 15 - 25 cm. 6.4. Benzi de material plastic cu prelungiri metalice vulcanizate Când presiunea apei este mare şi nu este permisă infiltrarea apei, se prevăd benzi metalice vulcanizate de corpul de material plastic (fig. 6.3 ). Betonul nu aderă de cauciuc sau mase plastice, dar are o bună adeziune cu benzile de metal asigurând astfel impermeabilizarea zonei.

Fig. 6.3 Banda de material plastic cu prelungire metalica Banda de metal conduce la lungirea drumului apei şi în consecinţă la reducerea problemelor legate de scurgerea acesteia. Dacă se utilizează şi injectarea, se îmbunătăţeşte gradul de impermeabilitate a betonului. În practică, fisurile şi particulele se formează în beton la contracţia acestuia, precum şi din cauza unor erori în procesul de turnare. În betonul din directa apropiere a elementului de etanşare apar scurgeri de apă chiar dacă elementul de etanşare este impermeabil. S-a constatat că cca. 10 % din rosturi prezintă scurgeri prin beton. Pentru a elimina aceste scurgeri se poate prevedea injectarea directă cu răşină sau similar a extremităţii benzii de rost. 6.5. Pană de etansare Pana este destinată pentru umplerea rosturilor de temperatură şi de temperatură – tasare ale construcţiei amplasate pe orice fel de teren de fundare şi pentru orice înălţime. Se executa din beton asfaltic sau din beton de ciment armat (Fig. 6.4). Ea este impinsa de presiunea hidrostatica din amonte pe umerii ploturilor adiacente creand astfel o prima bariera in drumul apelor de infiltrare. Pentru o buna etansare pe 30

suprafetele de contact ale penei de beton armat cu ploturile se aplica 2-3 straturi de carton bitumat sau panza de iuta bitumata.

Fig. 6.4 Pană pe conturul rostului de temperatură a- pe paramentul amonte deasupra nivelului mort; b- pe paramentul amonte sub nivelul mort; c- pe paramentul aval în zona de umplutură; d, e- faţa dinspre bieful amonte. 1- pană din beton armat; 2- foaie din zinc între straturi de bitum; 3- umplutura rostului; 4- pană din lemn; 5- ungere cu bitum fierbinte; 6- pană din beton simplu; 7- pană de ciment; 8- frânghie gudronată sau pâslă; 9pană din mastic special.

6.6. Umpluturi în rostul de deformaţie Umplutura rosturilor de deformaţie trebuie să asigure legătura cu conturul impermeabil al acestora. 6.7. Materiale utilizate pentru benzile din material plastic Materialul standard pentru execuţia benzilor de rost este cauciucul Styren Butandien (SBR). Se pot aplica şi alte calităţi pe bază de Etilen-propilenă monomerică (EPDM), Cauciuc Cloropren (CR), Cauciuc natural (NR) sau Cauciuc nitrilic (NBR). Având în vedere durata lungă de serviciu a unei astfel de lucrări şi faptul că o bandă de rost practic nu poate fi înlocuită, materialul din care este confecţionată banda de etanşare trebuie să aibă o calitate foarte bună. Repararea rosturilor în care apar scurgeri necesită injectarea cu răşini epoxi sau tehnologii asemănătoare, reprezintă o operaţiune costisitoare, astfel că alegerea corectă a calităţii materialului benzii de rost are o importanţă deosebită. Proprietăţile fizice ale diferitelor variante de cauciucuri depinde de tipul de elastomer utilizat. Propeietăţi mecanice Toate benzile de rost standard vor fi certificate prin laboratorul propriu al furnizorului şi vor fi livrate conform unui standard recunoscut. În tabelul de mai jos sunt arătate o serie de proprietăţi mecanice, conform normelor olandeze (Tabelele 6-1A si 6-1B). 31

Proprietăţi mecanice ale materialului plastic – SBR pentru alcătuirea benzilor de rost (Standard olandez NEN 7030) Tabel 6-1A Nr. crt. 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7. 8. 9.

Proprietatea

UM

Valoarea

Tăria Rezistenţa la rupere prin întindere Alungirea la rupere Rezistenţa la sfâşiere Modificări după 14 zile la 70oC - rezistenţa la rupere prin întindere - alungirea la rupere - duritatea

o

shore N/mm2 % N

60 ± 5 ≥ 17,1 ≥ 37,5 ≥ 31,1

% % o shore

Compresiunea după 72 ore la 23o Absorbţia de apă Rezistenţa la ozon după 120 ore/25 pphm /20o / 20 % sfâşiere Modificări ale rezistenţei la temperaturi scăzute - duritatea la 0o - duritatea la -10o

% gr/m2 -

≤ 25 ≤ 30 ≤8 ≤ 10 ≤ 30 nu apar fisuri

≤5 ≤8

Proprietăţi mecanice ale unor materiale plastice pentru alcătuirea benzilor de rost Tabel 6-1B Nr. crt 1 2

3

4 5 6

Proprietatea Rezistenţa la rupere prin întindere Alungirea la rupere - pentru rosturi de construcţie - pentru rosturi de temperatură Duritatea - tip normal - tip întărit Rezistenţa la sfâşiere Alungirea la rupere la temperatură de -20oC Comportarea după menţinerea în bitum 28 zile la 70oC Modificări: - rezistenţa la rupere prin întindere - alungirea la rupere - modul de elasticitate - duritatea

UM 2

N/mm N/mm2

o

Adeziune la metal

≥ 10 ≥ 350

≥ 10 ≥ 380

≥ 17,1 ≥ 375

70 ± 5 70 ± 5 -

67 ± 5 > 200

62 ± 5 ≥ 90

60 ± 5 -

Tricosal

Tricosal Elastomer

SBR

shore

N/mm2 N/mm2

(14 zile) %

o

7

Sikr Waterbar PVC ≥ 10 ≥ 200 ≥ 300

-

shore -

± 20 ± 20 ± 5,0 -

fără modificări

-

rupere în elastomer

≤ 25 ≤ 30 ≤8

Proprietăţi chimice

32

În Tabelul 6-2 sunt arătate pentru diferitele tipuri de cauciucuri variaţia unor proprietăţi la acţiunea unor produse chimice. Acest tabel oferă indicaţii asupra celui mai potrivit elastomer. Datele sunt obţinute soluţii concentrate la temperatura de 20o. Proprietăţi chimice ale materialelor plastice pentru alcătuirea benzilor de rost Tabel 6-2 Nr. crt. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Produsul Gaz natural Petrol Amoniac lichid Benzină Apă Diesel Kerosen Aer de la ...oC la ...oC Ulei mineral Ulei de motor Apă până la ...oC Ozon Apa de mare Hidrogen sulfurat

SBR

EPDM

CR

NR

NBR

M N E N E N N -15 ... 70 N N 70 M M N

M N E N E N N -20 ... 110 N N 110 E E B

E M E B E B N -10 ... 90 B E 70 E E M

M N E N E N N -40 ... 70 N N 70 M M N

E E E E E E E -20 ... 70 E E 70 M E B

E – excelent; B - bun; M – moderat; N - nu

7. EXECUŢIA, ÎNTREŢINEREA ŞI REPARAREA ROSTURILOR 7.1. Cauzele principale ale infiltrării apei prin rosturi Principalale cauze ale infiltrării apei prin rosturile construcţiei sunt: -

calitatea necorespunzătoare a lucrărilor de construcţii montaj la execuţia rosturilor

-

lipsa intervenţiilor pentru întreţinere acolo unde se observă defecte

-

vâscozitatea necorespunzătoare a masticului penei asfaltice

-

execuţia necorespunzătoare a umpluturii rostului

-

execuţia necorespunzătoare a penelor de asfalt realizate din frânghie gudronată sau din diafragme metalice fără compensator

-

dispunerea incorectă a umpluturii în rostul de deformaţie. În acest caz, pătrunderea apei poate avea loc prin această umplutură. Această situaţie poate avea loc la instalarea pieselor metalice înglobate ale stavilelor, grătarelor etc. , în nişe etc. În aceste cazuri, pătrunderea apei poate avea loc prin betonul de monolitizare a pieselor înglobate

În timpul betonării, nu trebuie să se scurgă lapte de ciment prin îmbinările cofrajului prevenind formarea de goluri în beton şi murdărirea benzii. Calitatea betonului în jurul benzii este esenţială prntru a asigura impermeabilitatea. 33

7.2. Execuţia lucrărilor 7.2.1. Controlul zonei suprafetei rostului Controlul zonei rostului este esential si trebuie sa tina seama de urmatorii factori. - inaltimea rostului sa fie conform specificatiilor tehnice - sa fie permisa asigurarea continuitatii rostului - operatiunile de montaj inclusiv cele care prezinta dificultate sa poata fi corect executate - lucrarile ascunse trebuie inspectate inainte de a fi acoperite - dificultatile si costurile mari pentru rectificare pe care le prezinta unele elemente. 7.2.2 Pregatirea executiei O pregatire inadecvata a suprafetei zonei rostului reprezinte cauza principala a defectiunilor care apar la sistemul de rosturi. Vor fi indepartate praful, particole depuse, umiditatea, uleiurile, grasimi si produsele corodate. Suprafetele contaminate vor fi curatate inainte de punere in opera. Protectia elementelor de rost vor fi indepartate numai inainte de punere in opera. 7.2.3. Depozitarea benzilor de material plastic La livrare pe şantier, banda de rost trebuie să fie descărcată cu atenţie şi inspectată imediat în ceea ce priveşte cantitatea şi integritatea, inclusiv forma şi dimensiunile. Înainte de instalare, benzile de rost trebuie depozitate în siguranţă, pe paleţi, platforme de beton etc. şi protejate de contaminare sau deteriorare (fig. 7.1. a). Benzile de rost vor fi protejate de acţiunea directă a razelor solare, în special vara, prin acoperire (fig. 7.1 b). Iarna, benzile de rost se depozitează în spaţii acoperite, dacă este posibil, şi transferate într-o cameră încălzită unde sunt menţinute cel puţin o zi înainte de instalare, pentru ca manipularea şi instalarea să fie făcute mai uşor, fiind astfel mai puţin expuse degradării (fig. 7.1 c).

7.1.a

7.1.b

34

7.1.c. Protectia benzilor de rost va fi indepartata numai inainte de utilizare. 7.2.4. Instalarea benzilor de rost din material plastic Impermeabilitatea rostului este determinată şi de modul de instalare a benzii. Aceasta este foarte vulnerabilă în timpul montajului. Este astfel esential sa fie respectate indicatiile producatorului si ale proiectului. Secventele de realizare a constructiei vor fi astfel esalonate pentru a fi asigurat accesul la rost si eliminarea intersectiei cu oricare alte activitati. Benzile de rost nu trebuie instalate dacă au suferit deformaţii care fac improprie funcţionalitatea lor. Instalarea trebuie să fie făcută fără a crea încreţituri sau distorsiuni. Deformaţiile pot apare în timpul depozitării sau manipulării. Acestea trebuie corectate prin întindere cu un tratament termic. Instalarea se va face numai la temperaturi de peste 0oC, iar condiţiile atmosferice să nu afecteze instalarea sigură a întregului sistem de etanşare. Instalarea trebuie să fie făcută în poziţiile specificate, simetrică faţă de axul rostului şi astfel fixată ca poziţia să nu se schimbe sau să se producă mişcări în timpul lucrărilor de betonare. Distanţa minimă faţă de armătură va fi de cel puţin 20 mm. Este important să se asigure ca centrul benzii de rost să fie amplasat în centrul rostului şi că nu se va deplasa faţă de axul rostului când betonul se pune în operă. Acest aspect ridică probleme mai ales atunci când presiunea betonului este mare. Betonul de sub banda de rost trebuie să fie vibrat în timpul punerii în operă, în caz contrar apar zone poroase, cavităţi, cuiburi etc. Când banda de rost este montată orizontal, marginile trebuie ridicate pentru a preveni captarea aerului (fig. 7.2). Numărul de ridicături longitudinale trebuie minimizate pentru a reduce posibilitatea de captare a aerului de bandă.

Fig. 7.2. 35

Odată ce banda este fixată în beton pe o latură, cealaltă trebuie să fie ulterior curăţată pentru a ne asigura că sunt îndepărtate corpurile ascuţite. Fixarea de cofraj se poate face cu întreruperea acestuia sau fără întrerupere (Fig. 7.3).

Fig. 7.3 Fixarea de cofraj Benzile de rost cu benzi metalice vulcanizate au goluri care servesc la instalare. 7.2.5 Îmbinarea benzilor din material plastic Cele două extremităţi ale benzii care trebuie sudate se vor pregăti asigurându-ne că sunt bine ajustate şi prin spălare cu apă sau cu solvent care nu conţine ulei. Lama care se încălzeşte trebuie să fie curată şi aşezată în poziţie sigură, care să-i permită încălzirea. Lama încălzită trebuie pusă în contact cu ambele suprafeţe care trebuie sudate şi se menţine în această poziţie cca. 20 sec. PVC trebuie topit local fără ardere sau carbonizare. Se îndepărtează lama încălzită cu o mişcare în sus şi se aduc în contact cele două suprafeţe în stare lichidă. Se menţine contactul timp de 20 sec., în timp ce se asigură presarea. Când zona ce trebuie sudată se răceşte se poate testa sudura prin îndoirea benzii. Dacă nu se execută altă sudură, se va curăţa lama cu o pânză cât timp este încă caldă. În acest mod pot fi realizate diferite tipuri de intersecţii: în L şi T, plane şi verticale, în cruce: (Fig. 7.4.).

36

Fig. 7.4 Tipuri de imbinari

Dacă vulcanizarea se face prin suprapunerea capetelor benzii, este necesară tăierea marginilor sub un unghi de 20o lipirea cu o substanţă adecvată încălzită la 144 o C şi vulcanizată pe loc. Condiţia tehnică pentru îmbinare prin vulcanizare fierbinte este aceea ca rostul să reziste la îndoire sub un unghi de 180 o în jurul unei bare cu diametrul de 5,1 cm. În exemplul dat, lăţimea este de 50 – 70 mm. Teşirea la 20 o a capetelor care se îmbină se realizează astfel ca banda B să se suprapună cu banda A (fig. 7.5) Îmbinările benzilor de rost se fac de regulă în ateliere specializate. Numai îmbinările cap la cap se pot face pe şantier.

Fig. 7.5 Schema de imbinare a doua benzi din material plastic

7.2.6. Montajul benzilor de rost metalice Benzile metalice cu compensator se fixează în ploturile construcţiei care se betonează succesiv. Ele sunt eficiente dacă la montaj se are în vedere modul de execuţie a betonării. Prima jumătate a benzii se încastrează în betonul plotului care se toarnă primul, iar cealaltă jumătate se menţine în aşteptare pentru încastrare în plotul adiacent (Fig. 7.6 ).

37

Fig. 7.6 Schema de dispunere a benzilor in cofrajul betonului aferent sectiilor alaturate. a – nerecomandat; b – recomandat

Pentru asigurarea posibilităţii de cimentare prin injectare a rostului, în beton se montează tubulatura prin care soluţia de injectare va pătrunde în rost. 7.2.7. Îmbinarea benzilor metalice În cazul în care benzile metalice sunt în prelungire, acestea se îmbină prin sudură suprapunându-se pe min. 5,0 cm cu utilizarea de electrozi corespunzători. Îmbinarea a două benzi metalice, dispuse orizontal şi vertical, fiecare lucrând independent va fi făcută în unghi drept sau după o rază (Fig. 7.7).

Fig. 7.7 Îmbinarea a două benzi metalice, dispuse orizontal şi vertical

Pentru aceasta este necesară o piesă suplimentară pentru racordare. Această piesă se sudează de benzile metalice care trebuie unite. 7.2.8. Montajul benzilor de rost la o construcţie existentă Înainte de a monta clemele de rost vor fi avute în vedere următoarele: - prinderea sigură a bolţurilor sau ancorelor în peretele existent - verificarea lungimii bolţurilor 38

- verificarea dacă clema se potriveşte - curăţarea bolţurilor şi piuliţelor - curăţarea suprafeţei de montaj - dacă se utilizează cleme va fi marcată poziţia bolţurilor şi vor fi executate găurile. Montajul are în vedere faptul că dispozitivul de etanşare între două construcţii se va face în linie dreaptă (fig. 7.8). Lungimea minimă pentru a realiza conectarea este de 20,0 cm de fiecare parte. Va fi avut în vedere următorul flux tehnologic: - montarea benzii de rost - montarea benzii de colţ - montarea altor benzi de la colţ spre centru - fixarea piuliţelor aplicând un moment de strângere adecvat - strângerea piuliţelor a doua zi cu un moment adecvat din cauza relaxării cauciucului.

Fig. 7.8 Montaj banda de rost

Alegerea tipului clemei depinde de presiunea apei, tipul benzii de etanşare şi deplasările acesteia. În general, clemele se utilizează pentru condiţii grele intrucat nu se prevăd goluri în elementul de etanşare, iar ancorarea se face la o distanţă relativ mare. Din cauza neregularităţilor suprafeţei pot să apară scurgeri de apă între suprafaţa de beton sau metal şi elementul de rost din material plastic. Pentru a preveni aceasta, se va monta între elementul de rost şi suprafaţa betonului sau metalului a unui material flexibil din cauciuc sau din masă plastică.

7.2.9. Etanşarea colţurilor Vor fi utilizate elemente de rost tip colţar. Trebuie garantată o îndoire de 100 % (Fig. 7.9 ). 39

Fig. 7.9 Elemente tip colt 7.2.10. Etansarea intre panourile unui ecran Pentru peretii mulati se poate folosi un dispozitiv de rost asemanator unei palplanse care se instaleaza la extremitatea unui panou. Extragerea acestui dispozitiv se face printr-o manipulare laterala. Acest dispozitiv are trei functii care conduc la imbunatatirea comportarii lucrarii: -

ghidarea la executie si conlucrarea panourilor;

-

cofrare pentru panoul la care se toarna betonul;

-

etanseitate prin posibilitatea de a instala cu usurinta o banda de rost intre doua panouri adiacente.

Prin instalarea dispozitivului de rost se asigura protectia mecanica a panoului existent in timpul excavarii panoului adiacent. Prin aceasta se va obtine o calitate si o geometrie buna a rostului dintre panouri. Banda de rost va avea o latime de minim 15 cm. In cazul folosirii de panouri prefabricate, pentru etansarea rostului se utilizeaza o banda de rost in bulbi ce pot fi umpluti prin injectare sub presiune (fig. 7.10).

Fig. 7.10 Etansarea intre panourile prefabricate ale unui perete mulat

40

8. URMĂRIREA COMPORTĂRII ÎN EXPLOATARE A ROSTURILOR DEFINITIVE. LUCRARI DE INTRETINERE SI REPARARE Pentru efectuarea întreţinerii este necesar să fie cunoscută în orice moment starea rostului prin urmărirea comportării în exploatare. Această urmărire trebuie să fie cuprinsă în instrucţiunile care se elaborează pentru Urmărirea Comportării Construcţiilor (UCC) elaborandu-se graficul de inspectie. 8.1. Observaţii vizuale şi măsurători Aceasta activitate va avea in vedere urmatoarele: -

starea betonului care limitează un rost: degradări, fisuri, crăpături, desprinderi de betoane , striviri etc. continuitate (liniară sau curbilinie) denivelare, forfecare, strivire refulare de material, depunere de calcită, prezenţa vegetaţiei, depuneri organice evoluţia lăţimii rostului apariţia infiltraţiilor debite de apă care se scurg prin rost turbiditatea apei infiltrate starea penei asfaltice sau din beton

Vor fi specificate eventualele intervenţii care au fost efectuate asupra rostului modalitatea de lucru şi eficienţa acestora, precum şi evoluţia în timp a fenomenelor observate care va fi cuprinsă în Referatul de inspecţie. Se vor identifica rosturile la care intretinerea a fost defectuasa. Efectuarea inspecţiilor va avea loc semestrial (sezon cald, sezon rece) şi obligatoriu după fiecare viitură. Inspecţiile ocazionale vor fi făcute după seisme, cu intensitatea în amplasament mai mare ca 5 (scara MSK), viituri la care debitul a fost mai mare decât cel de calcul, incidente, accidente sau avarii. Rezultatele şi concluziile inspecţiilor tehnice vor fi trecute în jurnalul evenimentelor care se păstrează la Cartea Construcţiei. 8.2. Intretinerea si repararea rosturilor Degradarea elementului de inchidere a rostului conduce la penetrarea apei, cu efecte distructive cunoscute. Cauzele generale ale degradarii acestor elemente, sunt: -

proiectarea necorespunzatoare a alcatuirii

-

grosime insuficienta 41

-

substrat necorespunzator

-

adeziune slaba

-

elasticitate redusa

-

lipsa aderentei cu elementele alaturate

-

beton adiacent de clasa redusa

-

imbatranirea in timp a unor elemente

-

schimbarea conditiilor de exploatare

Pentru a imbunatatii comportarea in exploatare vor fi elaborate instructiuni de intretinere Lucrările de întreţinere presupun activităţi prin care se intervine asupra rostului privind lucrările aferente la care accesul este simplu. Se întreprind acţiuni de curăţire, înlocuirea materialelor degradate sau îmbătrânite etc. Dacă lucrările de întreţinere sunt mai complexe se va trece la repararea rostului. În special, în cazul în care se constată infiltraţii de apă prin rosturi, trebuie întreprinse lucrări de reparaţii. În prealabil vor fi făcute investigaţii prin care să fie puse în evidenţă cauzele apariţiei infiltraţiilor. În exploatare pot apare diferite situaţii care necesită adoptarea de soluţii de reparare adecvate: -

injectarea zonelor de beton care prezintă o slabă etanşeitate; forajele pentru injectare vor fi realizate şi în afara zonei permeabile (fig. 8.1);

Fig. 8.1 -

acoperirea conturului exterior al rostului prin prevederea astupării acestuia cu un material de etanşare elastic; (Fig.8.2);

Fig. 8.2

42

-

astuparea rostului şi injectarea masticului bituminos în pana de bitum; scurgerea acestuia prin rost este astfel stopată (Fig.8.3);

Fig. 8.3 Schema de repararea a unui rost de temperature – tasare (ecluza de la nodul hidroelectric Volgograd) a – situatia initiala; b- dupa reparatie 1 – banda; 2 – pasla; 3 – rost; 4 – gaura de 46 mm; 5 – beton; 6 – mastic asfaltic; 7 – banda de material plastic; acoperita cu o placa metalica; 8 – bolturi de ancoraj; 9 – lampa de cauciuc; placa metalica; saiba din material plastic, cornier 75x50x5.

-

realizarea unei noi etanşări a rostului (Fig. 8.4). În cazul în care exfiltraţia apei prin rosturi a condus şi la antrenarea particulelor fine din terenul de fundare, acesta trebuie consolidat prin injectare (Fig. 8.5).

8.4 Schema de reparare a unui rost de temperature – tasare la ecluza Verhne - Svirsk a – situatie initiala; b – dupa reparatie 1 – banda metalica; 2 – franghie; 3 – rost; 4 – banda metalica; 5 – bitum; 6 – bolturi de ancoraj; 7 – gauri de foraj pentru patrunderea prin pompare a masticulului in pana; 8 – idem; 9 – scandura

43

Schema reparatiei rostului de temperature – tasare la ecluza nr.7 si 13 pe canalul Volga – Don a – vedere generala; b – acoperirea rostului longitudinal; c – umplerea rostului longitudinal; 1 – injector; 2 -compresor; 3 cuva pentru incalzirea bitumului; 4 – cuva pentru combustibilul lichid; 5 – pompa pentru combustibil; 6 – tevi; 7 – rosturi trnsversale; 8 – rost longitudinal in radier; 9 –foraje pentru injectare; 10 – umplere cu mortar de ciment; 11- foraje pentru silicatizarea terenului de fundare; 12- mastic asfaltic.

-

completarea penei de mastic bituminos prin încălzire şi injectare sub presiune (cca. 6 atm) de bitum fierbinte, menţinând presiunea timp de 12-18 ore.

9. MĂSURI PRIVIND PROTECŢIA ŞI IGIENA MUNCII Lucrul cu bitum şi mastic asfaltic fierbinte şi de asemenea cu diverse substanţe corozive sau inflamabile sau care contin solventi toxici prezintă pentru lucrători un pericol deosebit in special in ceea ce priveste vatamarea pielii. De aceea este necesar sa fie luate precautiuni conform specificatiilor producatorului. Pentru depozitarea deseurilor sunt necesare locuri sigure respectand regulile specifice. Este necesara asigurarea ventilarii si iluminarii spatiului, adoptarea unui echipament de protectie adecvat si stabilirea de reguli de manipulare si montaj a elementelor de rost. De asemenea, îmbinarea prin vulcanizare sau sudură a benzilor necesită măsuri adecvate pentru protecţia muncii. La elaborarea proiectelor pentru realizarea hidroizolaţiilor vor fi alese utilajele tehnologice care vor asigura cele mai sigure condiţii de lucru. Documentaţia trebuie să cuprindă următoarele: 44

-

modul de realizare în siguranţă şi fără vătămare a lucrărilor în toate porţiunile şi etapele şi în locurile de lucru izolate

-

deservirea igienico-sanitare a lucrătorilor

-

asigurarea condiţiilor de lucru pe timp friguros

-

realizarea unei iluminări suficiente a locurilor de lucru, încăperilor, teritoriului.

-

prevederea utilajelor şi echipamentelor specifice

Lucrărorii trebuie să aibă îmbrăcăminte şi încălţăminte adecvate, ochelari. De asemenea, se va face instructajul privind protecţia muncii cu caracter general şi particular privind activitatea care este desfăşurată. Vor fi tratate printre altele următoarele aspecte: -

cauzele traumatismelor ce pot apare

-

metode privind manipularea şi punerea în operă a produselor

-

reglementări privind protecţia muncii la pregătirea suprafeţelor pe care se aplică hidroizolaţia, execuţia acesteia, lucrul cu materiale corozive, fierbinţi, spume, gudron

10. MĂSURI PENTRU PREVENIREA ŞI STINGEREA INCENDIILOR Incendiile se pot produce atât în baza de producţie, cât şi la lucrarea propriu-zisă. De aceea sunt necesare regulamente precise privind acest aspect. Regulamentele vor detalia şi vor trata aspectele specifice privind execuţia sau repararea rosturilor cuprinzând şi elemente general valabile pentru prevenirea incendiilor. Vor fi avute în vedere Reglementările din domeniu. În acest sesns va fi prevăzut ca toate drumurile de pe teritoriul bazei de producţie destinate maşinilor de pompieri trebuie să fie menţinute libere şi în stare bună. În încăperile de lucru va fi un iluminat corespunzător, fără improvizaţii. Toate lucrările de pe teritoriul bazei vor fi coordonate de persoane specializate şi înstruite corespunzător în privinţa protecţiei contra incendiilor, acestea având obligaţia să anunţe organele de pompieri în cazul apariţiei unor evenimente. Baza de producţie va fi dotată cu legături telefonice, semnale acustice şi panouri PSI care să cuprindă dotările minime pentru o primă intervenţie în cazul apariţiei unui incendiu. Materialele necesare unui rost sunt în general inflamabile şi se va ţine seama de acest aspect la organizarea tehnologiei de execuţie. Se va avea în vedere ca să nu fie permis accesul persoanelor străine. În cazul lucrului cu materiale ce prezintă pericol de aprindere, schelele se vor face din material incombustibil, se va interzice aprinderea focului în apropiere, existenţa flăcărilor deschise, fumatul şi să fie asigurată o ventilaţie corespunzătoare. Sudura nu se va face în locuri înguste, neaerisite. Uscarea cu flacăra nu va fi admisă. 45

BIBLIOGRAFIE 1

Batty, I., Westbrook, R.

The design of water, retaining structures. Ed. Longman Scientific & Technical, UK - 1991

2.

Centrul ptr.inginerie civilă, Rotterdam

Manual pentru cheuri, Olanda 2005

3.

Elebor

PVC waterstops, Greece, 2006

4.

Gadjiev, A.V.

Rosturi de deformaţie la Construcţii hidrotehnice (lb.rusă). Ed. Energia, Saint Petersburg 1969

5.

Kucerceavenco P.F. ş.a.

Docuri uscate (lb. rusă). Ed. Sudustroenie, Leningrad 1966

6.

Mihailov, A.V.

Ecluze navigabile (lb. rusă). Ed. Transport, Moscova, 1966

7.

Ostereichishe Vereinigung fur Beton und Bautehnic

Ruchtlinie Dichte Schlitz-wande, Viena, 2002

8.

Popovici A., Popescu C.

Baraje pentru acumulări cu apă (vol I) Ed. Tehnică, 1992

9.

Popovici A.

Baraje pentru acumulări cu apă (vol II) Ed. Tehnică, Bucureşti, 2002

10 .

Prişcu, R.

Construcţii hidrotehnice. Ed. Didactică şi Pedagogică, 1974

11 .

Sika Romania

Sika and Tricosal Waterstops. For the Waterproofing of Expansion and Construction Joints, 2010

12 .

Trelleborg

Waterstops – The Nederlands, 2010

13 .

Tremco Sealant Solutins

Construction sealant. A guide to their specification and use. Ed. Tremco – UK, 2002

14 .

Tricosal

Complete water – proofing solutions from one surse Germany, 2006

15 . 16 .

BS 6093:2006 BS 8007:1987 S5

Design of joints and jointing în building construction. Guide Design, detailing and workmanship of joints

17

BS 6213

Section of construction Sealants. Guide 46

. 18 .

IS: 3414-2010

Indian standard. Cod of practice for design and installation of joints in Buildings

19 .

SN 303-65

Îndrumator privind prooiectarea ecluzelor navigabile (lb. rusă) Ed. Literatura pentru construcţii, Moscova, 1966

20 .

SNIP II 55 – 79

Norme de proiectare: ziduri de sprijin, ecluze navigabile, treceri de peşti (lb. rusă), Moscova, 1980

21 .

Soltanche Bachi

Joint CWS

47