DEPLASĂRILE DE TEREN MANIFESTATE PE TRASEUL AUTOSTRĂZII LUGOJ DEVA , LOT 4, SECTOR KM 83550 83750 [304634]

[anonimizat] , LOT 4, SECTOR KM 83+550 – 83+750

Coordonator stiintific: Florica Stroia

Student: [anonimizat]

2019

[anonimizat], candidat: [anonimizat], [anonimizat] (specializarea) Ingineria Geologică a Mediului, [anonimizat], [anonimizat].

Declar, [anonimizat] a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Declar, [anonimizat] a mai fost prezentată în fața unei alte comisii de examen de licență/diploma/disertație.

În cazul constatării ulterioare a [anonimizat], respectiv, anularea examenului de licență/diploma/disertație.

[anonimizat], lotul 4 si determinarea unei solutii de stabilizare a alunecarilor si de consolidare a versantului astfel incat acest traseu de autostrada sa poata fi realizata si utilizata in conditii de siguranta. Stabilizarea acestor fenomene este importanta deoarece o alunecare de teren poate avea efecte dezastruoase atat asupra mediului natural cat si asupra mediului antropic. In intreaga lume sunt cunoscute exemple de astfel de fenomene ce au dus la pierderi materiale si chiar la pierderi de vieti omenesti.

In urma realizarii a celor cinci foraje geotehnice in zona noastra de interes s-[anonimizat]. Aceste paleoalunecari pornesc de la cariera traverseaza zona autostrazii si se opresc la baza versantului. In urma citirilor inclinometrice realizate periodic s-a determinat ca zona instabila este activa.

Determinarea factorului se siguranta a aratat ca initiala taluzul se afla in stare de echilibru limita si ca o data cu inceperea lucrarilor pentru constructia autostrazii acestea ar conduce la cedarea versantului. [anonimizat], [anonimizat] a bazaltului de la Branisca care prin depunerea sterilului si prin metodele de exploatare utilizate afecteaza in mod negative versantul.

Astfel in urma studiului s-a ajuns la concluzia ca sunt necesare lucrari de stabilizare a alunecarii si consolidare a versantului. Aftfel intre km 83+600 si 84+100 se vor executa piloti forati din beton armat de o parte si de alta a autostrazi , lucrari de drenaj in adancime si la suprafata pentru evacuarea apei din versant si coborarea nivelului piezometric din zona autostrazii cu cel putin 2 m , si se va descarca taluzul de volumul de steril depus de la cariera.

Capitolul I: Geomorfologia judetului Hunedoara

Poziția geografică

Județul Hunedoara este așezat în partea central-vestică a țării la contactul dintre Munții Meridionali, Munții Apuseni și Munții Banatului, prin urmare predomină relieful muntos străbătut de numeroase depresiuni și culoare intramontane. Județul este străbătut de paralela de 46 lat N și de meridianul de 23 long E. Este străbătut la N de râul Crișu Alb și de la E la V de râul Mureș. Altitudinea cea mai mare se află în vf. Parâng de 2 519 m urmat de vf. Peleaga de 2 509 m. (Dan Ghinea (1997) – “Enciclopedia geografică a României vol II”)

Autostrada Lugoj-Deva reprezintă un tronson din autostrada A1 Bucuresti – Nadlac, situat în vestul României.Autostrada A1 se întinde pe o distanță de 580,36 km iar tronsonului de autostradă Lugoj- Deva pe o distanta de 99,50 km. Lucrările pentru tronsonul de autostrada Lugoj -Deva au început în 30 august 2011, acesta fiind impartit in: lotul 1 între Sanovita și Traian Vuia cu o lungime de 27,62km; lotul 2 cuprins între Traian Vuia și Cosevita, 28,60 km ; lotul 3 între Cosevita și Ilia pe 21,14km și lotul 4 întinzându-se pe o distanță de 22,14 km de la Ilia până la Deva. (130km.ro)

Comuna Ilia este situată în nordul județului Hunedoara , pe malul drept al Mureșului la 25 km de orașul Deva și este alcătuită din 9 sate: Ilia, Bacea, Bretea Muresana, Braznic, Cuies, Dumbravita, Sacamas, Sarbi și Valea Lunga. La aproximativ 1,5 km la nord de localitatea Bretea Muresana se află Cariera Branișca, carieră situată pe versantul Măgura Sârbi. (ghidulprimariilor.ro)

Relief

Relieful județului Hunedoara este alcătuit din unități montane în procente de 68% și din depresiuni intramontane în procente de 32%. Aceste depresiuni sunt de-a lungu râurilor importante ce strabat teritoriul judetului, respective: Mureș, Strei, Jiul și Crișul Alb. În afară de Munții Poiana Ruscă, ce fac parte din Munții Banatului, masivele muntoase de la S de râul Mureș aparțin de Carpati Meridionali. Aceștia prezintă un relief glaciar complex cu circuri și văi glaciare : L. Bucura, L. Zănoaga, Vf. Judele, L. Stănișoara. Spre S se remarcă masivul calcaros Piule-Iorgovanu (Retezatu Mic). Atât Vf. Godeanu cât și Vf. Țarcu sunt doar parțial situate pe teritoriul județului avand un relief glaciar dezvoltat si de asemenea suprafețe netede de eroziune, fiind remarcată suprafața Borascu (Vf. Borascu 2 158 m) la 2 050 – 2 200 m si suprafata Râu Șes la 1 700 – 1 800 m. M-tii Parang asezatin in partea de SE a judetului sunt de asemenea caracterizati prin culmi inalte si relief glaciar (Vf. Mandra – 2 519 m). Pe de alta parte M-tii Sureanu este format din culmi mai rotunjite si nu prezinta relief glaciar. M-tii Poiana Rusca prezinta un relief mai domol, altitudinea cea mai mare fiind reprezentata de Vf. Rusca cu 1 355 m. Relieful domol este bine reprezentat de tinutul Padurenilor care apare ca un platou larg ondulat. Relieful judetului la N de râul Mureș este reprezentat de Munții Metaliferi, grupa montană, cu bogate mineralizari, ce face parte din Munții Apuseni. Altitudinea acestor munți scade spre lunca Mureșului (500 m) și crește spre nord, în interiorul acestora apărând o serie de măguri vulcanice.

Depresiunile judetului Hunedoara sunt de asemenea variate. Depresiunea Petrosani incercuita de patru masive muntoase, are un relief fragmentat de numeroasele vai ce vin din munti. Depresiunea Hateg fiind mult mai intinsa coboare in trepte spre valea Streiului, cuprinzand lunci largi, campuri piemontale si dealuri inalte. Depresiunea Hunedoara este impartita intr-o zona deluroasa in alta zona depresionara. Culoarul Mureșului sau Dep. Ilia cuprinde de două îngustări: Branișca tăiată în cristalin și Burjuc-Zam în piroclastite ce inched culuarul depresionar al Iliei.. În urmă cu aproximativ 12 – 8 milioane de ani în urmă , în Badenian și Sarmațian, acest culoar activa ca o strâmtoare marină urmând ca din Ponțian să funcționeze ca un canal prin care s-a scurs apa din Bazinul Transilvaniei spre Bazinul Panonic. Culoarul Mureșului se continuă spre SV cu Culoarul Bega. Depresiunea Bran este alcatuita dintr-un relief colinar si din terase, dezvoltata in bazinul Crisului Alb. Dep. Ormindea-Baita se dezvoltă pe formațiuni sedimentare tortoniene, aceasta fiind înconjurată de Dep. Almas și Balsa și de culmi și măguri de eruptive și calcare jurasice. (Dan Ghinea (1997) – “Enciclopedia geografică a României vol II”)

Clima

Clima județului Hunedoara se împarte în climă temperat continentală , clima muntilor înalți și medii și climă de deal. Diferențele treptelor de refief generează un mozaic topoclimatic, cu diferențe în funcție de orientarea fațadelor acestore. Verile sunt însorite și răcoroase cu regim pluviometric echilibrat iar iernile sunt umede și cu temperaturi moderate. Radiația solară medie anuală este de 110 -115 kcal/cm2 cu unele variați în zonele montane înalte și pe culoarele de văi. În luna ianuarie radiația solară este în jur de 3 kcal/cm2 iar în luna iulie este de 15 kcal/cm2. Circulația maselor de aer dinspre V, cu influențe marine, determină ierni călduroase și umede și veri instabile iar circulația maselor dinspre NV și N determină ierni reci și veri răcoroase.

Temperaturile medii anuale variază în funcție de unitatile de relief, de exemplu în zonele montane valorile sunt cuprinse între 2-6 oC ; în depresiuni între 6-8 oC. Pe valea Mureșului în aval de Deva temperatura medie anuală este aproximativ 10 oC. Orașul Deva a atins atât valoarea cea mai ridicată a temperaturii de +39,7 oC cât și valoarea cea mai scăzută de -31,6 oC.

Valoarea medie a precipitațiilor pe văile Mureșului, Cernei, Strei este de 600 mm și crește în zonele montane înalte ajungând la 1 400 mm. În anotimpul rece pe valea Mureșului cantitate de zăpadă cade timp de 20-25 zile și stratul de zăpadă ,de aproximativ 50 cm, durează aproximativ 40 de zile. Datorită varietății reliefului de pe teritoriu județului vânturile au o intensitate diferită , ajungând în zonele montane înalte să atingă valorile maxime de 45 -50 m/s. (Dan Ghinea (1997) – “Enciclopedia geografică a României vol II”)

Capitolul II: Cadrul natural

Geologia

Din punct de vedere geologic, teritoriul județului Hunedoara se suprapune pe două mari unități tectono-structurale: pânza getică și autohtonul danubian.

Geologia județului Hunedoara are o structură complexă fiind alcătuită din unități sedimentar-vulcanice în partea de N a râului Mureș și din unități cristalino-mezozoice în partea de SV, aceste unități combinându-se de-a lungul culoarului Mureș. În sudul județului se întâlnește cristalinu autohton întâlnit în masivele Parâng, Retezat, Poiana Ruscă, Șureanu. Autohtonul este alcătuit din șisturi cristaline cu granite, granodiorite, gnaise peste care se află unitatea sedimentar-mezozoică, în special calcare jurasice întâlnite în vf. Piule-Iorgovanu. Șisturile cristaline întâlnite în masivele pânzei getice conțin și migmatite, pegmatite amfibolite și dolomite cristaline iar peste acest fundament cristalin se află porțiuni de sedimente jurasice și cretacice. În dep. Hațeg-Hunedoara peste stratul sedimentar getic din Jurasic urmează strate de conglomerate , gresii și argile din Paleogen; conglomerate, gresii, argile din Tortonian-Sarmațian și pietrișuri, nisipuri și argile din Panonian. Munții Apuseni sunt alcătuiți din șisturi cristaline peste care se află roci sedimentare din Jurasicul superior reprezentate prin calcare, fliș grezos-calcaros și mai ales conglomerate, argile și gresii. Cu toate acestea magmatitele ofiolitice ocupă și ele suprafețe largi. Acestea s-au format în Jurasic și în Cretacicul inferior și sunt compuse din bazalte, piroclastite, gabrouri, acestea fiind străbătute de migmatite mai noi.

Amplasamentul viitoarei autostrăzi este situat în sudul Munților Drocea, munți ce fac parte din Munții Apuseni. Relieful puțin accentuat al acestora este grefat pe roci eruptive bazice associate depozitelor sedimentare mezozoice. Tronsonul Ilia –Deva strabate depozitele Holocene alcătuite din pietrișuri și nisipuri, de la baza carierei Branișca.

O data cu începerea Neogenului are loc o nouă fază vulcanică pe urma căreia se formează neck-urile vulcanice. Neck-ul reprezintă o curgere bazaltică ce ocupă spațiul unui vechi horn eruptiv. Neck-ul de bazalt exploatat la carieră traversează pe vertical formațiuni Cretacic inf –Neocomian, reprezentate prin argile, calcarenite, gresii cuarțoase și formațiuni sedimentare reprezentate de prafuri, nisipuri și pietrișuri depuse de afluentul drept al râului Mureș, Boz.

Solurile si resursele subsolului

De-a lungul raului Mures apar doua tipuri de sol, soluri aluviale in zona de lunca si respectiv cernoziomuri cambice in terasele inferioare. In depresiunea Hunedoara se gasesc urmatoarele tipuri de soluri: cernoziomoide, soluri brune, brune podzolite si soluri podzolice argiluviale. Solurile brune podzolite si solurile podzolice argiluviale sunt prezente in depresiunile Hateg si Petrosani. Zonele montane se caracterizeaza prin : soluri brune acide, brune podzolice, podzoluri si soluri humico-silicatice associate cu terra rossa formate pe calcare sau soluri brune cu caractere specific formate pe roci vulcanice.

Resursele subsolului județului sunt foarte variate. Există: zăcămintele de huilă din dep. Petroșani, fiind cel mai mare de la noi din țară (Lupeni, Petroșani,Uricani, Livezeni); minereuri feroase în Munții Poiana Ruscă, fiind cel mai important zăcământ din țară (Teliuc, Ghelari, Vadu); zăcăminte auro-argentifere în zona Musariu-Bran acestea find uneori associate cu pirita, blenda, galena; zăcăminte cuprifere în apropiere de Deva, la N de râul Mureș; materiale de construcții și roci utile cum ar fi bazaltele exploatate la Branișca în SV Devei, marmura exploatată la Birtin, calcarele în Băița-Craciunești în M-ții Metaliferi; zăcământul de gips în zona Bran; zăcământul de argile caolinoase de la Brad-Poienița; zăcămintele de bentonită la N de râul Mureș; nisipuri și pietrișuri în lunca Mureșului; zăcământul de travertin de la Banpotoc-Carpinas; ape termale și minerale de la Geoagiu, Calan fiint izvor mineral la Boholt, Bobalna, Chimindia etc.

Prin activitățile omului de exploatare, defrișare și poluare au condus în unele zone la deteriorarea terenului până în puncte critice.

În zonele muntoase precum M-ții Apuseni și M-ții Poiana Ruscă s-au defrișat zone intinse de pădure ceea ce a dus la dezvoltarea proceselor de siroire, torențialitate (proces ce înlătură solul și pătura de alterare dezgolind roca de bază) și chiar alunecări de teren. Procesele de eroziune sunt foarte puternice și în M-ții Metaliferi unde, datorită defrișărilor pe arii extinse în unele zone apar alunecări de teren. Depresiunea Hunedoarei și Hațegului se caracterizează prin unități deluroase, terase joase, piemonturi marginale unde au loc procese geomorfologice precum eroziunea aluvională, revărsări coluviale, siroire, torențialitate, pluviodenudarea și alunecări de teren. Erodarea terenului și formarea alunecărilor de teren este mult afectată de înlăturarea învelișului forestier protector deoarece cantități mari de aluviuni grosiere și de apă coboară din munți. Zonele de pe cursurile marilor râuri (Mures, Crișul Alb, Cerna, Strei) sunt afectate mult de degradarea terenului care pe langă umiditate sunt și fenomene de inundații. Cele mai afectate sunt zonele deluroase cu pante mari formate în mare parte din argile și nisipuri.

De asemenea exploatarea resurselor în zonele miniere duc la o deteriorare mare a terenului prin depozitarea sterilului la suprafață în haldere sau iazuri de decantare precum și formarea unor sarcini dinamice transmise terenului datorită diferitelor metode de exploatare. (Dan Ghinea (1997) – “Enciclopedia geografică a României vol II”)

Caracteristicile hidrogeologice

Rețeaua hidrografică a județului Hunedoara provine în cea mai mare parte din bazinul râului Mureș, urmat de bazinele râurilor Crișul Alb și Jiu. Scurgerea medie anuală variază între 40 l/s km2 și mai mic de 2 l/s km2 . Valoarea cea mai mare fiind în zona de izvorâre a râului Mare (Godeanu) iar cea mai mică valoare fiind în culoarul depresionar al Mureșului. Scurgerea medie anuală specifică de aluviuni în suspensie variază între 0.5 t/ha an și 2.5 t/ha an. Lacurile de pe teritoriul județului sunt de origine glaciară (Bucura, Zănoaga, Scărișoara, Taul Custuri, Moraru, Pietrele Albe, Baicu, Corciova etc.). Lacul antropic Gura Apelor este cel mai important complex hidroenergetic și sursă de alimentare cu apă potabilă din bazinul Râul Mare.

Râul Mureș străbate de la E la V județul Hunedoara pe o distanță de 105 km. Suprafața de bazin a râului la intrarea în județ, în apropiere de localitatea Aurel Vlaicu , este de 20 100 Km2 iar la ieșirea din județ, prin localitatea Zam are o suprafață a bazinului de 23 315 km2 . Pe lungimea râului străbătut pe teritoriul județului panta râului este redusă (0.3 – 0.5 ؉) și uniformă . Râul Mureș primește numeroși afluenți importanți pe traseul străbătut de-a lungu județului. Afluenți de ordinul 1 sunt: Orăștie, Strei, Cerna, Dobra și Geoagiu ; afluenții de ordinal 2 sunt mai degrabă afluenții râului Strei : Râul Mare, Râul Bărbat, Luncani. Debitul râului Mureș în ultimi 30 de ani este la intrare în județ de 120 m3/s și la ieșire de 165 m3/s. Debitul mare de la ieșirea din județ se datorează afluetului Strei. Debitele medii zilnice minime la intrare și la ieșirea din județ ale râului Mureș sunt 14 m3/s și respectiv 20 m3/s . În perioada de vară, iunie-august debitele zilnice înregistrate sunt de 25 m3/s respectiv 40 m3/s. Cel mai mic debit zilnic a fost înregistrat la s.h. Branișca în perioada de iarnă de 12.2 m3/s. Fenomenele de îngheț au o durată de 40-50 zile. Prin fenomenele de îngheț se înțelege gheață la mal, curgeri de sloiuri, pod de gheață. Podul de gheață apare mai rar și are o durată de 30 de zile. Durata maximă a fost de 107 zile în secțiunea s.h. Branișca și minimă de o zi.

Apele de suprafata cât și apele subterane reprezintă o importantă resursă a județului folosită în alimentarea localitățiilor cu apă potabilă, în industrie, în procesul de producție, în scopuri hidro-energetice etc. Apele minerale din zonele calcaroase și din zonele postvulcanice reprezintă o altă resursă importantă a județului. În zona orașului Deva se găsesc izvoarele minerale de la Vetel și Bretelin. (Dan Ghinea (1997) – “Enciclopedia geografică a României vol II”)

Conform datelor furnizate de Administratia Nationala ‘’Apele Romane’’ teritoriul judetului Hunedoara cuprinde 2 112 km de cursuri de apa dintre care 19,6% este reprezentat de raul Mures; 5 260 km2 suprafata bazin hidrografic dintre care 18,6% din suprafata este ocupata de bazinul raului Mures; 66,7 km de diguri de aparare impotriva inundatiilor; 143,6 km de regularizari de rauri; 74,1 km de consolidari de maluri; o acumulare permanenta cu baraj din beton in arc –Acumularea Cincis.

Riscuri naturale

Capitolul III: Particularități geotehnice

Investigațiile geotehnice au constat în prospectarea de adâncime a terenului prin 5 foraje geotehnice cu adâncimi între -18 și -39.5 m. În urma investigațiilor geotehnice sunt prezentați parametrii fizico-mecanici reduși ai zonei de interes, sunt prezentate planurile de alunecare (prezența oglinzilor de fricțiune în foraje) și deplasările evidențiate de măsurătorile înclinometrice cu care au fost echipate cele 5 foraje. Dintre cele 5 foraje, singurul ce poate fi luat în considerare atât din punct de vedere geotehnic cât și înclinometric este forajul F2. Acesta este singurul foraj realizat în zona amontelui debleului autostrăzii Lugoj-Deva. Nu s-a mai putut realiza un alt foraj geotehnic în amontele debleului autostrăzii datorită riscului mare amenajării acestuia pentru echipamente pe o zonă cu alunecări de teren active. Orientarea vectorilor de deplasare din F2 indică spre baza versantului, respectiv spre debleul autostrăzi. Au fost efectuate citiri înclinometrice pe 01.08.2014, 20.08.2014 și pe 29.08.2014 acestea punând în evidență faptul că deplasările se produceau în continuu , procesul de instabilitate fiind activ. (Prof. Univ. Dr. Ing. Haida Virgil “Expertiză tehnică privind soluții de execuție a autostrăzii Lugoj-Deva, lotul 4 Ilia- Deva, în zona alunecării de teren de la cariera Branișca”)

Terenul de fundare

Stratificația forajelor

Forajul 1, realizat până la adâncimea de 15.5 m:

0 -7.2 m: umplutură constituită din pietriș și nisip cu liant prăfos, puțin umedă și cu îndesare mijlocie;

7.2 – 11 m: argilă prăfoasă , plastic vârtoasă având la – 9m oglinzi de fricțiunde și de la -10 m plan de alunecare și infiltrații de apă;

11 – 14 m: praf plastic consistent ce prezintă oglinzi de fricțiune;

14 – 15m: praf nisipos argilos, cu rar pietriș, plastic consistent;

15 – 15.5 m: nisip prăfos cu pietriș;

15.5 – 18 m: roca de bază, bazalt alterat și fisurat.

Forajul 2 realizat până la adâncimea de 39.5 m:

0 – 1.5 m: umplutură constituită din argilă prăfoasă, plastic vârtoasă cu fragmente de rocă;

1.5 – 3.5 m: praf argilos, plastic vârtos

3.5 – 11 m: argilă prăfoasă cu rare fragmente de rocă, plastic vârtoasă având la -4.5m oglinzi de fricțiune iar de la -9m prezentând concrețiuni calcaroase;

11 – 12 m: praf argilos cu foarte rar pietriș;

12 – 15 m: nisip argilos cu fragmente de rocă, plastic consistent, cu nivel piezometric la -15m;

15 – 16 m: nisip argilos, plastic vârtos;

16 – 19.5 m: praf argilos, plastic vârtos;

19.5 – 22 m: praf argilos cu foarte rar pietriș;

22 – 23.5 m: praf argilos, cimentat , plastic vârtos;

23.5 – 39.5 m: praf argilos uscat cu zone cimentate, plastic vârtos spre tare;

25 – 39.5 m: roci mărnoase .

Forajul 3, realizat până la adâncimea de 27 m:

0 – 4.5 m: pietriș cu bolovăniș în amestec cu praf argilos;

4.5 – 6 m: argilă prăfoasă cu rar pietriș, plastic vârtoasă având de la -3m argilă prăfoasă nisipoasă, plastic vârtoasă iar la -5.3m se gasește nivelul piezometric;

6 – 25 m: pietriș și nisip cu liant prăfos argilos, granulozitate neuniformă, având de la -18 m pietriș în amestec cu praf argilos;

25 – 27 m: roca de bază, bazalt fisurat și alterat.

Forajul 4, realizat până la adâncimea de 39 m:

0 – 4.5 m: argilă prafoasă, plastic vârtoasă, având nivelul piezometric la -3 m;

4.5- 6.5 m: praf argilos, plastic vârtos;

6.5 – 9 m: pietriș în amestec cu nisip și liant argilos;

9 – 12 m: praf argilos, plastic vârtos;

12 – 14.5 m: argilă prăfoasă, plastic vârtoasă prezentând oglinzi de fricțiune;

14.5 – 17 m: praf argilos, plastic vârtos;

17 – 18.5 m: pietriș în amestec cu nisip și lint argilos;

18.5 – 23 m: praf argilos, plastic vârtos ;

23 – 39 m: roci mărnoase.

Forajul 5, realizat până la adâncimea de 30 m:

0 – 2 m: argile cu pietriș, plastic vârtos;

2 -4 m: pietriș cu bolovăniș în amestec cu nisip și liant argilos;

4 – 7 m: argilă, plastic vârtoasă;

7 – 10 m: nisip argilos cu pietriș, plastic consistent;

10 – 12.5 m: pietriș în amestec cu nisip și liant argilos;

12.5 -24 m: praf nisipos cu pietriș, plastic vârtos, prezentând oglinzi de fricțiune;

24 – 30 m: roci mărnoase

Din stratificația forajelor se deduce faptul că stradul de bază este alcătuit din bazalt fisurat și alterat întâlnit în forajele F1 și F3 la adâncimea de -15.5 m și la – 25 m, și respectiv din rocă mărnoasă întâlnită în forajele F2, F4 și F5 la adâncimile de -25 m, -23m și -24m.

Având în vedere varietatea litologiei existente până la -25,00m , cu permeabilități diferite și posibilitatea de pătrundere a apei din precipitații pe fisuri și crăpături, există și o circulație aleatorie, discontinuă a apei subterane, situatie prezenta in forajele F2,F3,F4,F5 iar forajul F1 pana la adancimea de 18,00 m nu este prezent nivelul piezometric.

Profilul topo-geologic

Pe baza stratificației forajelor geotehnice și a rezultatelor de laborator s-a realizat un profil topo-geologic între forajele F2, situat în amonte și F4 situat în aval de debleul autostrăzii. În urma realizări acestui profil s-au determinat 4 strate principale separate de planuri de fricțiune. Cele 4 strate principale sunt alcătuite în mare parte din argile prăfoase cu plasticitatea mare, neconsolidate, saturate ce se încadrează în categoria PUCM-urilor. Cele 3 planuri de paleoalunecări identificate, pleacă din carieră traversează sectorul de autostradă atât la suprafață cât și în adâncime și se opresc la baza versantului. Se consideră că alunecarea este mai veche dar a fost activată odată cu execuția excavațiilor în debleu a autostrăzii, unde se acumulează apa provenită din precipitații și de la carieră.

Forajele F1,F3, F5 sunt în afara acestui profil dar întregesc informațiile geotehnice ale amplasamentului.

Analize de laborator:

Determinarea parametrilor fizico-mecanici pentru stratele principale 1, 2 și planul de alunecare

Stratul 1(argilă prafoasă)

Stratul 2 (nisip argilor)

Stratul 3 (praf nisipos)

Stratul 4 (roca de bază)

Planul de alunecare

În urma analizelor de laborator s-au stabilit faptul că argilele prăfoase se încadrează în categoria argilelor cu plasicitate foarte mare iar prafurile argiloase în categoaria argilelor cu plasticitate mare. Deoarece indicelul porilor este mare, e=0.58 – 0.74 pământurile sunt saturate. Prin expunerea acestor pământuri la factori atmosferici, precipitații, temperaturi ridicate și minime, prin procesul de înghet-dezghet se formează fisuri ce permit apei să se infiltreze mai usor afectând stabilitatea versantului.

Pentru zona de debleu a autostrăzii s-a putut definii în mod explicit prezența unui strat acvifer aflat pe suprafața stratului de bază, practic impermeabil. Pantele suprafeței de alunecare, deduse prin corelație între foraje sunt între 2,95 % și 12,38 % .

Capitolul IV: Analiza stabilitatii generale a versantului

Analiza stabilitatii generale a versantului din zona de interes s-a realizat prin metoda echilibrului la limita, metoda ce consta prin determinarea starii de echilibru a unui taluz cu o suprafata de alunecare de forma circulara, dreapta sau spiral longitudinala. Dintre metodele de echilibru limita am ales utilizarea metodei Bishop, metoda ce imparte corpul alunecarii intr-un numar n de fasii si determinand factorul de siguranta pentru fiecare in parte. (Filippo Catanzariti – Slope stability analysis)

Pentru determinarea factorului de stabilitate din zona de interes am ales sa utilizez programul GEO5 cu functia SLOPE STABILITY. Programul GEO5 a fost proiectat de firma Finesoftware, companie din Republica Ceha ce dezvolta si vinde software de inginerie structurala din anul 1989. (www.finesoftware.eu) Pentru ca taluzul sa fie consiterat stabil Fs_efectiv (calculate prin diverse metode de calcul) sa fie mai mare ca Fs_admisibil (factor de stabilitate indicat de normele tehnice in vigoare). Astfel Fs_efectiv determinat in conditii statice sa fie mai mare ca 1.30 iar in conditii seismice sa fie mai mare ca 1,00.

Stratificatia si caracteristicile fizico-mecanice

In tabelul sunt prezentate principalele straturi cu caracteristicile fizico-mecanice proprii ce constituie versantul pe care se doreste realizarea lotului Ilia- Deva.

Unde:

γ greutatea volumica

γs greutatea volumica a scheletului mineral

ɸ unghiul de frecare interna

c coeziunea

Coeficienti partiali de rezistenta la forfecare ai materialului

• Tangenta unghiului de frecare interna γɸ=1.25

• Coeziunea in conditii drenate γc=1.25

• Coeziunea in conditii nedrenate γcu=1.4

Coeficienti seismici pentru analiza seismica

Analiza stabilitatii versantului la actiuni seismice s-a elaborate in conformitate cu SR EN 1998-5/2004 si P100-1/2013 ,dupa Teoria Mononobe Okabe, teorie propusa pe baza incarcarilor pseudostatice a cutremurelor pentru deverse tipuri de soluri. Aici componentele fortei cutremurului sunt reprezentati de doi coeficienti seismici orizontali si verticali.

Coeficientul seismic pe orizntala Kh=0.5*α*ST*S = 0.5*0.1*1.0*1.15 = 0.057

Unde:

ST – coeficient ce tine seama de configuratia terenului in sectiune transversal

α – acceleratia seismica

S – coeficient ce tine seama de categoria geotehnica a terenului de fundare

Astfel rezulta:

• Coeficient seismic pe orizontala Kh=0.057

• Coeficient seismic pe verticala Kv=0.028

Stabilitatea generala in conditii statice a versantului pentru situatia initiala (inainte de realizarea excavatiilor de debleu)

Coordonate stratificatie

Rezultatele analizei suprafetei cilindro-circulare

Caracteristicile suprafetei de alunecare sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=86.98 (m); yc=261.63 (m)

Raza suprafetei de alunecare Rc=252.14 (m)

Factorul de siguranta minim Fs=1.94 >1.30

Concluzii:

Stabilitatea versantului in conditiile initiale (inainte de inceperea lucrarilor de excavatie) nu prezenta fenomene de instabilitate in conditii statice.

Configuratia terenului in sectiune transversal, stratificatia si NP ridicat indica posibilitatea ca la faza de executie a lucrarilor de excavatie sa apara fenomene de instabilitate in conditii seismice.

Stabilitatea generala in conditii seismice a versantului pentru situatia initiala (inainte de realizarea excavatiilor de debleu)

Coordonate stratificatie

Se mentin coordonatele din cadrul analizei in conditii statice .

Rezultatele analizei suprafetei cilindro-circulare

Caracteristicile suprafetei de alunecare sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=85.54(m) yc=298.6(m)

Raza suprafetei de alunecare Rc=288.69(m)

Factorul de siguranta minim Fs=1.2>1.00

Concluzii:

Stabilitatea versantului in conditiile initiale (inainte de inceperea lucrarilor de excavatie) nu prezenta fenomene de instabilitate in conditii seismice;

Configuratia terenului in sectiune transversal, stratificatia si NP ridicat indica posibilitatea ca la faza de executie a lucrarilor de excavatie sa apara fenomene de instabilitate in conditii seismice.

Stabilitatea locala in conditii statice a versantului dupa realizarea excavatiei pana la cota coronament a lucrarii de sprijin. Panta 1:2, berme de 5m la 4.5 m pe vertical.

Coordonate stratificatie

Rezultatele analizei suprafetei cilindro-circulare

Caracteristicile suprafetei de alunecare sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=140.37(m) yc=64.55(m)

Raza suprafetei de alunecare Rc=40.20(m)

Factorul de siguranta minim Fs=0.94<1.30

Concluzii:

Stabilitatea locala aversantului in conditii statice pentru excavarea cu pante de 1:2 si berme de 5m la fiecare 4.5 m nu asigura stabilitatea locala a taluzului;

Este necesar reprofilarea taluzului excavat cu pante mai line pentru asigurarea stabilitatii locale, generale si in conditii seismice.

Stabiliatea generala in conditii statice a versantului dupa realizarea excavatiei pana la cota coronamentului lucrarii de sprijin. Panta 1:3.5, cu berme de 3 m la 4.5 m pe verticala

Coordonate stratificatie

Rezultatele analizei suprafetei cilindro-circulare

Caracteristicile suprafetei de alunecare sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=145.83(m) yc=77.43(m)

Raza suprafetei de alunecare Rc=55.06(m)

Factorul de siguranta minim Fs=1.01<1.30

Concluzii:

Stabilitatea generala a taluzului excavat cu pante de 1:3.5 si berme de 3 m la fiecare 4.5 m pe vertical nu este satisfacuta;

Este necesara interventia cu lucrari de drenaj la piciorul taluzului inainte de executia lucrarilor de sprijinire de la piciorul taluzului.

Stabilitatea generala in conditii statice a versantului dupa realizarea excavatiei pana la cota coronamentului lucrerii de sprijinire. Panta de 1:3.5, berme de 3m la 4.5 m pe verticala si drenaj la piciorul taluzului pe adancimea de 8m

Coordonate stratificatie

Restul coordonatelor se mentin cele de la analiza precedent.

Rezultatele analizei suprafetei cilindro-circulare

Caracteristicile suprafetei de alunecare sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=147.96(m) yc=81.84(m)

Raza suprafetei de alunecare Rc=59.22(m)

Factorul de siguranta minim Fs=1.19<1.30

Concluzii:

Stabilitatea generala a taluzului excavat cu pante de 1:3.5, berme de 3m la fiecare 4.5m pe vertical si drenal la partea inferioara a excavatiei nu este satisfacuta;

Este necesar reprofilarea taluzului excavat cu pante mai line, se propune panta de 1:5 si fara berme cu mentinerea drenajului la baza exacavatiei.

Stabilitatea generala in conditii statice a taluzului dupa realizarea excavatiei pana la cota coronamentului lucrarii de sprijin. Panta 1:5 fara berme si drenaj la piciorul taluzului pa adancimea de 8m

Coordonate stratificatie

Restul coordonatelor se mentin cele de la analiza precedent.

Rezultatele analizei suprafetei cilindro-circulare

Caracteristicile suprafetei de alunecare sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=168.61(m) yc=111.65(m)

Raza suprafetei de alunecare Rc=87.01 (m)

Factorul de siguranta minim Fs=1.34>1.30

Concluzii:

Stabilitatea generala a taluzului excavat cu pante de 1:5, fara berme in conditii statice si drenat la piciorul taluzului pe adancime de 8m este satisfacut ;

Se poate trece la analiza stabilitatii locale si generale dupa realizarea excavatiei din fata lucrarii de sprijinire la cota prevazuta in proiect.

Stabilitatea generala in conditii seismice a versantului dupa realizarea excavatiei pana la cota coronamentului lucrarii de sprijinite. Panta 1:5, fara berme si cu drenaj la piciorul taluzului pe adancimea de 8 m.

Coordonate stratificatie

Se mentin coordonatele de la analiza precedent.

Rezultatele analizei suprafetei cilindro-circulare

Caracteristicile suprafetei de alunecare sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=160.96(m) yc=127.74(m)

Raza suprafetei de alunecare Rc= 103.76(m)

Factorul de siguranta minim Fs=1.18>1.00

Concluzii:

Stabiliatatea generala a taluzului excavat cu panta de 1:5, fara berme si cu drenaj la partea inferioara a excavatiei in conditii seismice este satisfacuta la limita.

Se poate trece la analiza stabilitatii taluzului dupa realizatea excavatiei din fata lucrarii de sprijinire la cota prevazuta in proiect.

Stabilitatea taluzului in conditii statice a versantulu dupa realizarea excavatiei la cota proiectata. Panta 1:5, fara berme si fara drenaj la piciorul taluzului.

Coordonate stratificatie

Rezultate analizei suprafetei cilindro-circulare

Caracteristicile suprafetei de alunecare sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=123.46(m) yc=40.07(m)

Raza suprafetei de alunecare Rc=19.44(m)

Factorul de siguranta minim Fs=0.57<1.30

Concluzii:

Stabilitatea taluzului excavat cu panta de 1:5, fara berme si fara drenaj la partea inferioara a excavatiei in conditii statice nu este satisfacuta;

Sunt necesare lucrari de drenaj la piciorul taluzului.

Stabilitatea in conditii statice a versantului dupa realizareaexcavatiei la cota proiectata. Panta 1:5 fara berme si cu drenaj la piciorul taluzuluipe adancimea de 8m.

Coordonate stratificatie

Restul coordonatelor se mentin din analiza de stabilitate precedent.

Rezultatele analizei suprafetei cilindro-circulare

Caracteristicile suprafetei de alunecare sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=135.46(m) yc=165.48(m)

Raza suprafetei de alunecare Rc=143.68(m)

Factorul de siguranta minim Fs=1.10<1.30

Concluzii:

Stabilitatea taluzului excavat cu pante de 1:5, fara berme si cu drenaj la partea inferioara a excavatiei in conditii statice nu este satisfacuta.

Sunt necesare lucrari de sprijinire la piciorul taluzului. Se vor adopta lucrari de sprijinire din piloti forati cu d=1.18 m, beton clasa C25/30.

Analiza stabilitatii generale a versantului cu lucrare de sprijinire

Stabilitatea in conditii statice a taluzului cu pante de 1:5 drenat si cu lucrare de sprijinire

Caracteristicile suprafetei de alunecare sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=132.69(m) yc=94.09(m)

Raza suprafetei de alunecare Rc=80.97(m)

Factorul de siguranta minim Fs=1.40>1.30

Concluzii:

Stabilitatea taluzului in conditii statice excavat cu panta de 1:5, fara berme ,drenat in partea inferioara si cu lucrare de sprijin este satisfacuta.

Stabilitatea in conditii seismice a taluzului cu pante de 1:5 drenat si cu lucrare de sprijin

Caracteristicile suprafetei de alunecare cu factorul de siguranta minim sunt:

Coordonatele centrului suprafetei de alunecare xc=139.91(m) yc=147.57(m)

Raza suprafetei de alunecare Rc=133.53(m)

Factorul de siguranta minim Fs=1.10>1.0

Concluzii:

Stabilitatea taluzului in conditii seismice excavat cu panta de 1:5 fara berme, drenat in partea inferioara si cu lucrare de sprijin este satisfacuta.

Capitolul V: Sinteza cercetării de teren și caracteristicile terenului de fundare

Investigațiile geotehnice au fost efectuate pentru determinarea unor metode te stabilitate și de consolidare a versantului numit Măgura Sârbi pe unde va urma să treacă tronsonul de autostradă Deva –Lugoj , lotul 4 Deva –Ilia , pentru a se putea construi și utiliza în condiții de siguranță.

Acest proiect constă în realizarea autostrăzii în debleu la adâncimi mai mari de 6 m și cu pante de 2:3 și berme de 5 m.

Exploatarea de la Cariera Branișca a început în urmă cu 50 de ani, perioadă de timp ce a dus la scăderea stabilității drastic până în momentul de față. Materialul obținut de la carieră este destinat balastrări liniilor de cale ferată.

În decursul timpului starea inițială de eforturi și deformații din versant s-a modificat în direcția reducerii factorului de stabilitate, ca urmare în principal a urmatoarelor cauze:

Depozitarea sterilului și agregatului pe versant sub formă conică cu h=20 m, ducând la formarea unor suprasarcini;

Sarcinile dinamice intense, produse de funcționarea utilajele și mijloacele de transport cu tonaj mare;

Utilizarea exploziilor pentru exploatare ce transmit vibrații puternice versantului;

Acumularea apei provenită din precipitații datorată lipsei dispozitivelor de drenaj a apelor ( șanțuri, puțuri, rigole, drenuri).

Sa stabilit că învelișul versantului, partea superioară unde se produc alunecările de teren are o grosime de aproximativ 25 m și cuprinte o succesiune de strate coezive (argile prăfoase) iar sub acest înveliș continuă stratul cu roca de bază alcătuită din marnă sau din bazalt fisurat și alterat.

În urma rezultatelor obținute din analizele de laborator a probelor extrase din foraje s-a ajuns la recomandarea a două soluții pentru execuția autostrăzii conform proiectului fără să fie afectată de instabilitatea versantului, cele două soluții fiind:

realizarea unor lucrări complexe de stabilitate a alunecării și consolidare a versantului

modificarea proiectului existent al autostrăzii în zona afectată și execuția unei lucrări de tip viaduct cu deschideri maxime de 44 m.

Lucrările de stabilitate constau în execuția de coloane forate din beton pe ambele părți ale autostrăzii; drenarea de adâncime; drenarea de suprafață; descărcarea versantului de materialul depozitat și refacerea prin taluzare și înierbare a suprafeței zonei afectate de alunecare. Astfel s-au realizat un număr de 705 de coloane cu diametrul de 1180 mm încastrate în roca de bază cu cel puțin 6 m adâncime, repartizate de-a lungul autostrăzii la o distanță de axul autostrăzii de 24 m. În aceste condiții cota de nivel a vârfului coloanelor este de 170,00.

Pe porțiunea de autostradă între km 83+725 și 83+975, aproximativ 250 m, cota terenului natural diferă foarte mult de cota de execuție a autostrăzii, astfel că pe adâncimea, săpătura întersectează câteva planuri de alunecare. Pentru siguranță s-a hotărat să se execute pe partea sângă a autostrăzii , în amonte, încă un rând de piloți. Cele 2 șiruri de piloți dinspre amonte sunt realizați cu roluri diferite, pe de o parte porțiunea de elevație de la partea superioară are rolul de a susține pamântul de la partea

superioară iar pe de altă parte are rolul de asigurare a stabilității elevației și de a opri deplasările.

Conform tabelului 5, numărul total de coloane este de 705 , 276 coloane cu lungimea de 25 m în partea stângă pe 2 rânduri între km 83+725 și km 83+975, și 429 coloane cu lungimea de 23 m în partea stângă și dreaptă pe un singur șir. Coloanele se întăresc la partea superioară cu o grindă din beton armat ce se realizează pe tronsoane cu lungimi de 15-20 m. Pentru coloanele dispuse pe 2 rânduri se realizează legătura între acestea prin grinzi transversale pe distanțe de 4 m. Interdistanța dintre coloane este de 1 m iar distanța coloanelor de pe al doilea rând față de primul rând este aproximativ 3 m.

Pe întreaga lungime a coloanelor se delimitează 2 porțiuni cu roluri diferite, prima fiind porțiunea de elevație care pe întreaga ei lungime are rol de susținere a pământului, și porțiunea din teren cu rol de asigurare a stabilității elevației și de a opri deplasarea masei alunecătoare de teren pe suprafețele de alunecare pe care le intersectează.

La stabilirea estimativă a înălțimii elevațiilor de sprijin a coloanelor se are în vedere configurația morfologică a suprafeței terenului, respectiv adâncimea finală a săpăturii și lungimea pe care se extinde taluzul săpăturii pe versant. Astfel se realizează elevație de sprijin de 7-8 m pentru coloanele cu lungimea de 25 m și elevație de sprijin de 6-5 m pentru coloanele cu lungimea de 23 m.

Coloanele se rigidizează la partea superioară a elevațiilor cu o grindă din beton armat, ce se realizează pe tronsoane cu lungimi de 15 -20 m. Pentru conlucrarea spațială a coloanelor dispuse pe două rânduri, se realizează legătura între acestea prin grinzi transversale, dispuse la distanță de 4 m. Interspațiile dintre coloanele din elevații se închid cu plăci din beton armat, turnate monolit și încastrate în fundația de bază și în grinda de solidarizare a coloanelor. În aceste interspații, alternative, se pozează capetele drenurilor orizontale forate și barbacanele.

Pe înălțimea elevației sunt situate la 2 niveluri drenuri orizontale forate cu lungime de 15 m iar în zonele unde excavația în taluz este mai mare drenurile au o lungime de 10 m.

Prin drenarea de suprafață se înțelege evacuarea apei din depresiunile existente pe platforma de lucru și condusă spre unul din podețele prevăzute a se executa la km 83+375 și km 84+412.

S-a constatat că principalul motiv al scăderii instabilității versantului este descărcare agregatului în cantități mari pe versant formând suprasarcini, prin urmare este nevoie evacuarea materialului depus și depunerea acestuia în spații în afara perimerului carierei.

S-a ales efectuarea lucrărilor de stabilizare și consolidare a versantului deoarece costurile sunt mult mai mici și prin executarea lor corectă acestea ar trebui să reziste.

Cu toate acestea, porțiunea de autostradă Ilia- Deva între km 83+550 și km 83+750, a fost afectată de o alunecare de teren pe o lungime de cca 200-220 m. Alunecarea de teren s-a declanșat în primul trimestru al anului 2014 , manifestându-se prin crăpături în platforma de beton a cântarului și în platformele de deozitare din carieră , ulterior au apărut crăpături și în afara carierei, spre autostradă. După declanșarea alunecării, primele măsuri luate de factorii de decizie au fost de oprirea executării săpăturilor pentru autostradă de la baza versantului și efectuarea de investigații geotehnice suplimentare, în zona afectată. În zona respectivă profilul transversal tip al autostrăzii, prevede executarea autostrăzii în debleu cu taluzuri cu panta de 2:3, prevăzute cu berme de siguranță pe o lungime de cca 75,00 m.

S-a realizat un nou proiect geotehnic ce urmărește verificarea calculelor de stabilitate și stabilirea cauzelor distrugerii pilotilor executați.

Alunecarea activă , a avut debutul în mod brusc, în noaptea de 9 – 10.07.2015 , înregistrându-se în dimineața de 10.08.2015 în punctul cel mai critic, valori a deplasării orizontale H=253 cm și a deplasării verticale V= 40 cm. Deplasările au fost monitorizate pe parcursul a cinci intervale decadale. Acestea s-au dezvoltat continuu dar cu valori din ce în ce mai mici atingând la sfârșitul decade 5, valorile H = 6 cm respectiv V=2 cm. Dovada că acumulatul de alunecare este activ sunt rezultatele măsurătorilor de deplasare orizontală și verticală. Se arată că în prezent acumulatul de alunecare este în permanență mișcare, cu viteze de cca 2…3 cm / 12 ore, în funcție de deformarea ecranului de sprijin, nu există nici o modalitate tehnică de a opri fenomenul de curgere al acumulatului de alunecare. Valorile deplasărilor orizontale și verticale, scot în evidență faptul că procesul de instabilitate a versantului era în continuă desfășurare , cu o viteză medie de 4 – 8 cm în 24 ore de la momentul primei măsurători din data de 10.07.2015- momentul cedării bruște a ecranului de sprijin – și ultima măsurătoare în data de 25.08.2015. Se arată că în felul acesta s-a semnalat o diminuare a mișcării acumulatului de alunecare care tinde către starea de echilibru limită, când deplasările decadale vor fi egale cu zero. Din acel moment o intervenție antropică, așa cum poate fi și o intervenție de natură constructivă poate duce la noi fenomene de instabilitate cu urmări greu de anticipat.

La prima vedere relieful este “prietenos”, pantele sunt relativ mici. Autostrada, urmează să fie în profil mixt: pe partea stângă este Cariera Branișca și pe partea dreaptă taluz lin către râul Mureș (situat la circa 2 km). Energia de relief nu este foarte mare, pantele nu sunt exagerate. În realitate actualul aspect al reliefului se datorează unor alunecări de teren de dâncime (care au avut loc în timp geologic, adică vechi – petrecute cu mii de ani în urmă) repetate, aflate în echilibru limită. Până la adâncimi de aproximativ 25 m sunt încrucișări haotice de strate prăfoase argiloase cu strate de pietrișuri și nisipuri. Acel material a fost antrenat în diferite etape de alunecări de teren.

Cauzele distrugerii ploților

La momentul cedării șirului de coloane nu erau realizate: grinda de rigidizare a coloanelor (de la partea superioară); închiderea interspațiilor dintre coloane cu plăci din beton armat; sistemul de drenuri orizontale forate; barbacanele; șanțurile pentru drenarea apelor de suprafață. Realizarea acestei grinzi de solidarizare ar fi asigurat o conlucrare a coloanelor între ele pe sistem de lanț dar nu ar fi avut un aport la asigurarea stabilității acestora.

Zona în care procesul de instabilitate a produs scoaterea din funcțiune a construcției de sprijin este între km 83+525 și km 83+773,4. Alunecarea a afectat rândul de piloți din partea stângă respectiv în zona amontelui debleului autostrăzi pe o lungime de aproximativ 200 – 220 m și a dus la înclinarea capetelor acestora cu circa 1 m.

Pentru determinarea cauzelor ce au dus la cedarea piloților de pe partea stângă a autostrăzii între km 83 + 525 și 83+725 s-au efectuat anumite teste de integritate pe piloți. Lucrările de control efectuate pentru verificarea coloanelor executate au constat în folosirea metodei impedanței mecanice, o metodă nedistructivă ce constă prin examinarea materialelor stratificate într-o gamă largă pe suprafețe mari. Această metodă este definită ca fiind raportul dintre forța aplicată unui sistem și viteza.

Testul de integritate a fost efectuat pentru fiecare pilot de la nr. 46 până la 74 iar de la pilotul 74 testul a fost făcut din doi în doi. În urma testelor s-a constatat că toți piloții au fost executați până la adâncimea din proiect, cu toate acestea piloții 46 până la 74 , 76 , 78 , 80 , 82, 84 , 86 , 88 , 90 , 92 , 94 , 98 , 100 , 102 , 105 , 108 și 110 prezintă variații de impendanță destul de mari la adâncimea de 11-12 m. Această variație de impendață sugerează că la adâncimea respectivă sunt discontinuități structurale ale secțiunii de beton. Aceste discontinuități sunt cuprinse între 30-60 % din secțiunea de beton. Cu toate că acest test nu s-a făcut pentru toți piloții până la nr. 110, se presupune că și piloții netestați au aceeași problemă a secțiunii de beton pe adâncimea cuprinsă între 11 și 12 m. Piloții neafectați de alunecarea de teren nu prezintă defecte de integritate. Prezența discontinuitații este posibil cauzată datorită extrageri tubulaturii metalice în avans , pătrunderea pământului, segregări de beton, întreruperi ale turnării acestora.

Această discontinuitate nu pare să fie pusă pe seama împingerii pământului, deoarece s-a produs înainte de deplasare și înclinarea piloților. Măsurătorile privind înclinarea capetelor piloților de cca 1 m, pun în evidență depășirea capacității portante, dar și posibila neconlucrare, într-o măsură mai mică , a armăturii cu betonul în secțiunea cu discontinuitate de la adâncimea de 11 – 12m.

Calculul de stabilitate efectuat, este un calcul invers, prin care, admițând că factorul de siguranță Fs=1 (stabilitatea este la limită), se determină împingerea pământului. Cu această împingere , au rezultat deplasări de 1,25 m și moment maxim încovoietor de 12 ori mai mare decât momentul capabil al pilotului, situație confirmată de colapsul din amplasament.

O dată cu producerea alunecării de teren ce a afectat structura de sprijin s-au luat urmatoarele decizii:

Oprirea lucrărilor de terasamente (excavații) din zona debleului actualului traseu de autostradă km 83+525 km 84 + 125;

Urmărirea deplasărilor acumulatului de alunecare în punctul cel mai critic până la atingerea stadiului de limită de echilibru;

Luarea unei decizii de către factorii responsabili în ceea ce privește reumplerea zonei excavate din debleu în scopul creerii unei berme picior de taluz care să oprească deplasarea acumulatului de alunecare cu ajutorul coloanelor deja executate până în momentul declanșării alunecării de teren;

Retaluzarea versantului la nivelul taluzului natural al terenului din 20.04.2013;

Înierbarea zonelor taluzate cu specii de ierburi cu rădăcină lungă cât și plantarea de arbuști specifici zonei geografice;

Monitorizarea umpluturilor realizate cu cel putin 6 reperi înclinometrici dispuși în minimum două profile transversale, din care doi pe versant și câte unul în debleul reumplut și efectuarea de măsurători înclinometrice periodice.

Fără a fi factorul determinant al instabilității versantului, realizarea unor săpături la baza versantului, necesare execuției autostrăzii, a constituit o cauză suplimentară care adăugată la cele preexistente a acentuat instabilitatea versantului.

În prezent nu mai există săpătura în debleu, pe traseul autostrăzii s-au realizat umpluturi controlate care cuprind ecranul de piloți executat anterior formând un rambleu. (Fig. 14)

Capitolul VI: Concluzii

În concluzie versantul se află în categoria geotehnică 3 riscul geotehnic fiind mare, stabilitatea de stabilitate a versantului fiind la limită. Caracteristicile fizico-mecanice reduse ale rocilor în contactul cu apa, prezența planurilor de alunecare și prezența pânzei freatice reprezintă factori ce au determinat starea actual a versantului. Începerea excavațiilor împreună cu infiltrațiile de apă provenite din precipitații și de la Cariera Branișca fără un sistem de drenaj ale acestora, au influențat pierderea stabilități versantului. Activitatea de la Cariera Branișca, circulația utilajelor de tonaj mare, vibrațiile provenite de la exploziile din carieră, și depozitarea agregatului sunt de asemenea factori important ce au condus la starea precară a versantului.

Ca o concluzie a celor două soluții de remediere principale propuse din 2014, lucrări de stabilizare și consolidare a versantului și modificarea proiectului prin realizarea lucrării de tip viaduct, s-a stabilit că din punct de vedere al costurilor, lucrarea în viaduct este mult mai scumpă ca lucrările de stabilitate a alunecării. Cu toate acestea lucrările de stabilitate au un mare dezavantaj deoarece se execută pe un teren cu alunecări active ce pot fi în orice moment intensificate și să compromită atât lucrările de autostradă dar și cele de la carieră. Structura de tip viaduct are un mare avantaj, aceasta elimină aproape în totalitate pericolul intensificării alunecărilor, cu toate acestea această soluție necesită realizarea unui nou proiect.

Se arată că în cazul în care vor fi precipitații abundente combinate cu starea limită a echilibrului în care se află versantul, procesele de instabilitate se vor accentua.

Execuția unor săpături la baza versantului pentru execuția autostrăzii a constituit o cauză suplimentară , care s-a adăugat la cele care au condus în timp la probabilitatea mare de pierdere a stabilității versantului , contribuind la declanșarea alunecării – fără a fi însă factorul determinant al instabilitații versantului.

Având în vedere starea în care s-a aflat versantul respectiv – la echilibru limită, atunci când nu erau făcute excavații pentru viitoarea autostradă și fenomenul brusc (care nu a dat timp de intervenție) , încadrat în categoria “calamitate” în urma caruia au fost afectați un număr de 82 piloți de diametru mare, cu lungimea L= 23 m, lucrarea de consolidare executată pe tronsonul respectiv nu mai poate fi folosită în prezent pentru construcția autostrăzii. Prin urmare lucrarea a fost calamitată datorită unui cumul de factori antropici și naturali.

Bibliografie

Florica Stroia (2018)– “Raport de expertiză geotehnică Af privind deplasările de teren menifestate pe traseul autostrazii Lugoj – Deva, lot 4, sector km 83+550 – 83+750

Prof. Univ. Dr. Ing. Haida Virgil -“Expertiză tehnică privind soluții de execuție a autostrăzii Lugoj-Deva, lotul 4 Ilia- Deva, în zona alunecării de teren de la cariera Branișca”

Ing. Chiroiu Mihai – ‘Expertiză tehnică de specialitate privind fenomenele de instabilitate ale versantului amonte și cedarea sprijinirilor formate din coloane de beton armat, pe autostrada Lugoj-Deva, lot 4, km 83+550 – km 83+750”

Conf. Dr. Ing. Malita Ioan (2015)- “Soluții de execuție a autostrăzii Lugoj-Deva, lot 4 Ilia-Deva, în zona alunecării de teren la cariera Branișca, km 83+600- km 84+100”

Victor Cozmei (2015) – “ Stadiul lucrărilor pe fiecare autostradă din Romania. Care sunt tronsoanele planificate să fie deschise până la finalul anului”

Marcel Hoster (2018) – “Lotul 2 din autostrada Lugoj – Deva a avansat cel mai mult, anul trecut, dintre cele aflate în lucru”

Certificat de omologare tehnică feroviara – Dragos Floroiu

https://www.openstreetmap.org/way/197534326#map=13/45.9294/22.5500

https://ghidulprimariilor.ro/list/cityHallDetails/PRIMARIA-ILIA/98115#

Dan Ghinea (1997) – “Enciclopedia geografică a României vol II”

Sabin Adrian Luca, Cristian Roman, Dragos Diaconescu – “Descoperiri din judetul Hunedoara – Cadrul Geografic”

Filippo Catanzariti – Slope stability analysis

http://www.130km.ro/a1.html

http://www.profudegeogra.eu

https://www.quarrylifeaward.es

www.rowater.ro

https://www.finesoftware.eu