Proiectarea fundatiilor constructiilor cu pereti structurali de zidarie

9.1. Prevederi generale de alcatuire

Alcatuirea fundatiilor se diferentiaza functie de urmatoarele conditii:

a)          conditiile geotehnice de pe amplasament;

b)          zona seismica de calcul a amplasamentului:

. seismicitate ridicata - zonele A÷D

. seismicitate redusa - zonele E÷F

c)    regimul de înaltime al constructiei:

. foarte redus - cladiri parter (P) sau cladiri parter si etaj (P+1E)

. redus - cladiri cu putine niveluri (P+2E÷P+4E)

d)   cladire cu sau fara subsol.

Fundatiile peretilor sunt de tip continuu; în anumite situatii pot fi avantajoase si fundatiile cu descarcari pe reazeme izolate.

Fundatiile se pozitioneaza, de regu 15215y249p la, centric si, numai în anumite situatii particulare, excentric fata de peretii pe care îi suporta.

9.2. Fundatii la cladiri amplasate pe teren bun de fundare în zone cu seismicitate redusa

9.2.1. Fundatii la cladiri fara subsol

Tipurile de fundatii cele mai frecvent utilizate sunt cele prezentate în figurile 9.1÷9.8.

Fundatiile bloc cu o treapta (fig. 9.1) se recomanda atunci când latimea fundatiei B depaseste latimea b a peretelui cu cel mult 50÷150 mm de fiecare parte.

Solutia indicata în fig. 9.2 se recomanda în situatiile în care latimea fundatiei B depaseste latimea b a peretelui cu mai mult de 150 mm de fiecare parte.

Fundatiile cu soclu si bloc având una sau doua trepte sunt prezentate în figurile 9.3 si 9.4.

Fig. 9.1 Fundatie bloc cu o treapta

Fig. 9.2 Fundatie bloc cu doua trepte

Fig. 9.3 Fundatie cu soclu si bloc

Fig. 9.4 Fundatie cu soclu si bloc cu doua trepte

La fundatiile peretilor exteriori se vor avea în vedere particularitatile de alcatuire si protectie exemplificate în figurile 9.5÷9.8. Sub pereti exteriori realizati din zidarie de blocuri BCA (fig. 9.7) sau pereti având alcatuire mixta, cu componenta termoizolatoare la exterior sensibila la umezeala (fig. 9.8), fata exterioara a soclului se retrage în raport cu fata exterioara a peretelui de deasupra cu cca 50 mm.

Fig. 9.5 Fundatie bloc sub perete exterior (pardoseala parterului la aceeasi cota cu trotuarul)

Fig. 9.6 Fundatie bloc sub perete exterior (pardoseala parterului deasupra cotei trotuarului)

Fig. 9.7 Fundatie cu soclu si bloc sub perete exterior cu alcatuire simpla (monostrat)

Fig. 9.8 Fundatie cu soclu si bloc sub perete exterior cu alcatuire mixta

9.2.2. Fundatii la cladiri cu subsol

Peretii subsolului se prevad sub peretii structurali, pe cât posibil axati fata de acestia si realizati din beton armat sau din zidarie de caramida.

Se recomanda realizarea peretilor de la subsol din beton armat. În acest caz se vor respecta indicatiile de conformare de la capitolul 10.

În cazul peretilor de subsol din zidarie (caramida plina, piatra) fundatiile se alcatuiesc conform detaliilor din figurile 9.9 si 9.10.

9.2.3. Dimensionarea fundatiilor

Latimea blocului de fundatie B se stabileste functie de:

a)      calculul terenului de fundare la eforturile transmise de fundatie conform prevederilor  

de la capitolul 6;

b)      grosimea peretelui (sau soclului) care reazema pe fundatie: B  b+100 mm;  

B B_s+100 mm);

c)      dimensiunile minime necesare pentru executarea sapaturilor conform tabelului 9.1.

Inaltimea soclului si a treptelor blocului de fundatie va fi de cel putin 400 mm. La determinarea înaltimii blocului si a treptelor se va respecta valoarea minima tga data în tabelul 7.2.

Fundatiile supuse la solicitari excentrice (de exemplu fundatiile zidurilor de calcan) se dimensioneaza astfel încât rezultanta tuturor fortelor N sa se mentina în treimea mijlocie a bazei pentru ca întreaga latime sa fie activa la transmiterea presiunilor pe teren.

Când acest lucru nu poate fi realizat iar latimea activa B_a = 1.5b (Fig. 9.11a) nu satisface din punct de vedere al presiunilor efective acceptabile la teren, se tine seama de efectul favorabil al deformarii terenului si a blocului de fundatie si se admite o latime activa B_a = 2.25b (Fig. 9.11b), cu urmatoarele conditii:

- peretele ce sprijina pe fundatie trebuie sa fie legat de constructie la partea superioara prin placa planseului sau centura planseului, precum si prin ziduri transversale suficient de dese (recomandabil la maximum 6 m distanta);

- presiunea ce se dezvolta între perete si fundatie sa nu depaseasca rezistentele de calcul ale materialelor din care sunt alcatuite peretele si fundatia.

În cazul fundatiilor sub pereti cu goluri pentru usi (fig. 9.12) se verifica conditia:

unde: tga valoare data în tabelul 7.2;

R_t- rezistenta de calcul la întindere a betonului din blocul fundatiei.

Daca relatia (9.1) este îndeplinita, fundatia poate prelua presiunile de pe deschiderea golului. În acest caz fundatia se poate realiza din beton simplu sau, daca se dispune armatura, aceasta poate corespunde procentului minim de armare (p_min = 0.10%).

În cazul în care relatia (9.1) nu este respectata fundatia se calculeaza la încovoiere si forta taietoare ca o grinda pe mediu elastic. Armatura se calculeaza si se dispune avand ca referinta reglementarea tehnica STAS 10107/0-90.

Fig. 9.9 Fundatie sub perete exterior de subsol

Fig. 9.10 Fundatie sub perete interior de subsol

a  b

Fig. 9.11 Determinarea latimii active B_a la fundatia peretelui de calcan

Fig. 9.12

9.3. Fundatii la cladiri amplasate pe teren bun de fundare în zone cu seismicitate ridicata

9.3.1. Încarcarile transmise fundatiilor se stabilesc conform principiilor prezentate la capitolul 5.

În gruparile speciale de încarcari solicitarile transmise infrastructurii de catre suprastructura sunt stabilite în functie de comportarea specifica a peretilor din zidarie sub aceste încarcari (cedare ductila la compresiune excentrica; comportare elastica, etc.).

Solicitarile la nivelul terenului de fundare se determina functie de eforturile transmise de suprastructura considerând comportarea de ansamblu a infrastructurii (fig. 9.13).

Fig. 9.13

9.3.2. Fundatiile se realizeaza, de regula, sub forma unor grinzi continue de beton armat si se calculeaza dupa modul de calcul al grinzilor continue prezentat la capitolul 8.

Dimensionarea sectiunii de beton si a armaturilor se defineste în concordanta cu prevederile din reglementarea tehnica de referinta STAS 10107/0-90.

9.3.3. Alcatuirea fundatiilor este prezentata în fig. 9.14 a, b pentru constructiile fara subsol si în fig. 9.15 pentru constructiile cu subsol.

9.4. Solutii de fundare la pereti nestructurali

Peretii nestructurali reazema, de regula, pe placa suport a pardoselii. Placa trebuie asezata pe teren bun sau umpluturi bine compactate de cel mult 0.80 m grosime. Daca umpluturile se pot umezi (prin pierderea apei din instalatii etc.), grosimea maxima admisa a acestora se va limita la 0.40 m.

Solutiile de rezemare pot fi realizate astfel:

a)      daca peretii nestructurali transmit o încarcare de maxim 4 kN/m si au cel mult 3 m lungime, placa se realizeaza de minim 80 mm grosime cu o armatura suplimentara dispusa în lungul peretelui (fig. 9.16);

b)      daca peretii nestructurali transmit o încarcare între 4÷10 kN/m si au cel mult 3 m lungime, placa se va realiza cu o îngrosare locala de minim 200 mm grosime (fig. 9.17).

Armaturile suplimentare longitudinale dispuse în placa sub pereti vor avea diametrul minim  f10 mm.

Situatiile care nu se încadreaza la punctul a) sau b) se rezolva ca fundatii ale peretilor structurali (fundatii continue sau cu rezemari izolate).

Fig. 9.14 Fundatii armate pentru constructii fara subsol

Fig. 9.15 Fundatii armate pentru constructii cu subsol

9.5. Racordarea în trepte a fundatiilor având cote de fundare diferite

Racordarea în trepte a fundatiilor este necesara în urmatoarele situatii:

- amplasament pe terenuri în panta sau stratificatie înclinata;

- cladiri cu subsol partial;

- intersectii de fundatii având cote de fundare diferite (fundatie perete exterior - fundatie perete interior etc.).

Se recomanda respectarea urmatoarelor conditii (fig. 9.18):

- racordarea între cotele de fundare diferite sa se realizeze în trepte;

- linia de panta a treptelor sa respecte conditia tgd

- înaltimea treptelor se limiteaza la 0.50 m în terenuri putin coezive, respectiv 0.70 m în terenuri coezive sau compactate;

- cota superioara a blocului de fundatie se pastreaza la acelasi nivel pe cel putin întreaga lungime a zonei de racordare.

Fig. 9.16 Armare locala a placii suport a pardoselii sub perete interior nestructural

Fig. 9.17 Îngrosarea si armarea locala a placii suport a pardoselii sub perete interior nestructural

Fig. 9.18 Racordarea în trepte a fundatiilor având cote de fundare diferite

9.6. Fundatii la rosturi de tasare

Rosturile de tasare separa atât suprastructura cât si infrastructura a doua tronsoane de cladire alaturate.

Latimea rostului între fundatii nu va fi mai mica de 40 mm.

9.7. Fundatii la cladiri amplasate pe terenuri dificile

Prezentul normativ se refera la fundatiile constructiilor amplasate pe urmatoarele tipuri de   terenuri dificile:

- pamânturi foarte compresibile (argile, pamânturi argiloase de consistenta redusa sau nisipuri

afânate);

- pamânturi sensibile la umezire (loessuri si pamânturi loessoide) definite în reglementarea tehnica de referinta P7/2000;

- pamânturi contractile (argile sau pamânturi argiloase cu umflari si contractii mari), definite în reglementarea tehnica de referinta NE 0001-1996.

Se recomanda ca, în urma unei analize tehnico - economice, sa se decida asupra solutiei optime:

- îmbunatatirea terenului dificil de fundare si utilizarea de solutii de fundare pentru  

terenuri bune;

- utilizarea de fundatii adaptate terenurilor dificile de fundare.

9.7.1. Fundatii pe pamânturi foarte compresibile si pamânturi sensibile la umezire

În cazul în care sunt de asteptat tasari neuniforme, structura trebuie astfel alcatuita încât constructia sa poata prelua eforturile suplimentare ce rezulta ca urmare a acestor tasari, dupa cum urmeaza:

- pentru tasari inegale mici se pot utiliza fundatii cu rigiditate sporita;

- pentru tasari inegale mari se poate opta fie pentru realizarea unei rigiditati sporite a

ansamblului suprastructura - infrastructura, fie pentru o structura flexibila adaptabila la deformatii mari.

La alcatuirea planului de fundatii se cere respectarea urmatoarelor conditii:

- realizarea de elemente de legatura între fundatiile peretilor structurali (fig. 9.19);

Fig. 9.19

- fundatiile peretilor sa formeze contururi închise (fig. 9.20);

Fig. 9.20

- lungimea fundatiilor fara legaturi pe directie transversala nu trebuie sa depaseasca 6 m.

9.7.1.1 Fundatii pentru constructii fara subsol

La constructiile fara subsol amplasate în zone cu seismicitate redusa, fundatiile se prevad cu doua zone armate dispuse la partea superioara si inferioara, iar betonul trebuie sa fie de clasa   minim C (fig. 9.21 a).

În cazul constructiilor fara subsol dar cu adâncime mare de fundare se pot introduce centuri suplimentare pe înaltimea zidului (de exemplu în dreptul pardoselii parterului);

În cazul în care este necesara o latime B a talpii mai mare decât latimea elementului din beton armat se prevede un bloc din beton simplu de clasa minim C (fig. 9.21 b).

Fig. 9.21

Astfel de fundatii se recomanda a se utiliza în cazul în care fundatiile au o înaltime suficienta pentru a prelua eforturile datorate diferentei de tasare (tasarilor diferentiale).

Centurile se realizeaza în mod curent cu o înaltime de 15÷20 cm, armatura longitudinala de 6÷8 bare f12 mm÷f16 mm, pe unul sau doua rânduri si etrieri f6 mm la 20÷30 cm, procent minim de armare 0.2%.

Barele longitudinale se înadesc prin petrecere pe o lungime de 45f respectând regula armarii unghiurilor intrânde (fig. 9.22 a si b).

Fig. 9.22

Se urmareste dispunerea într-un singur plan a armaturilor inferioare respectiv superioare, devierea pe verticala fiind admisa cu respectarea unei pante de 1:4.

Se va sigura realizarea unei aderente cît mai bune a suprafetelor de separatie între centuri si betonul simplu.

În cazul amplasamentelor în zone cu seismicitate ridicata se aplica prevederile de la punctul 9.3.

9.7.1.2. Fundatii pentru constructii cu subsol

Fundatiile constructiilor cu subsol amplasate în zone cu seismicitate redusa se realizeaza, de regula, respectându-se urmatoarele masuri (fig. 9.23):

a) dispozitia zidurilor longitudinale si transversale trebuie sa alcatuiasca un sistem spatial cît mai simplu si clar (de exemplu se vor evita zidurile în sicana), prevazându-se totodata ziduri transversale suficient de dese, la maximum 6.00 m;

b) fundatiile zidurilor se prevad cu centuri de beton armat, pentru preluarea eventualelor eforturi de întindere; pentru cazurile curente centurile pot avea latimea zidului si înaltimea de 15÷20 cm cu armatura longitudinala de 6÷8 bare f12÷16 mm, pe unul sau doua rânduri si etrieri f6 mm la 20÷30 cm; betonul de clasa minim C

c) se asigura conlucrarea centurilor din fundatii cu zidul de deasupra prin executarea unor centuri de beton armat si la nivelul planseului de peste subsol;

d) izolatia hidrofuga orizontala a zidurilor se aseaza astfel încât sa nu creeze în zid rosturi de lunecare între centuri; în caz ca pozitia acestei izolatii nu poate fi schimbata se recomanda executarea centurii superioare sub nivelul izolatiei orizontale;

e) se executa centuri de beton armat, atât la planseele monolite cât si la cele prefabricate, pe toata latimea zidurilor, pentru ziduri pâna la 37.5 cm grosime; centurile se armeza mai puternic la planseul peste primul nivel de deasupra fundatiilor (cu o armatura corespunzatoare celei din centura fundatiilor);

f) zidurile constructiei se executa din caramizi marca C100 si cu mortar minim M50; în caz ca zidul de deasupra fundatiei este de beton acesta va fi de cel putin clasa C

Pentru stari de eforturi care depasesc capacitatile de rezistenta la forta taietoare,compresiune excentrica etc. ale peretelui din beton simplu se aplica prevederile de la punctul 9.3.

În cazul amplasamentelor în zone cu seismicitate ridicata se aplica prevederile de la punctul 9.3.

Fig. 9.23

9.7.2. Fundatii pe pamânturi cu umflari si contractii mari

În cazul anumitor pamânturi argiloase, ca efect al umflarii datorita umezirii si contractiei prin uscare, apare pericolul degradarii sau ruperii fundatiilor, fenomen însotit de aparitia de fisuri profunde în peretii structurali din zidarie.

La proiectarea fundatiilor pe pamânturi cu umflari si contractii mari se va urmari, de regula, ca presiunea efectiva transmisa la teren sa fie mai mare decât presiunea de umflare.

9.7.2.1. Fundatii continue

Pentru prevenirea degradarii fundatiilor se recomanda ca, în afara de masurile de la punctul 9.7.2, sa se prevada si urmatoarele:

a) adâncimea de fundare de cel putin 1.50 m, masurata de la cota trotuarului, în scopul evitarii fundarii în zona cu variatii mari de umiditate pentru pamânt;

b) latimea excavatiei pentru realizarea fundatiilor sub zidurile exterioare se alege cu cca. 40÷50 cm mai mare decât latimea fundatiei respective, sporul de latime dându-se catre exterior;

c) sub talpa fundatiei se prevede un strat de cca. 5 cm grosime de nisip grauntos curat; imediat dupa turnarea betonului în fundatie spatiul ramas liber între fundatie si peretele sapaturii se umple cu pamânt stabilizat definit în reglementarea tehnica de referinta NE 0001-1996 (fig. 9.24);

d) pentru preluarea eventualelor eforturi de întindere ce pot sa apara în fundatii se prevad centuri de beton armat continue pe întreaga lungime a peretilor; centurile se realizeaza, de regula, cu o înaltime de 15÷20 cm, din beton C si armate simetric cu minim 4f12 mm din OB37;

e) se iau toate masurile necesare pentru scurgerea si îndepartarea apei din vecinatatea cladirii, prin nivelarea terenului, executarea de rigole etc.;

f) apele meteorice trebuie evacuate cât mai departe de constructie, prin rigole speciale prevazute în acest scop; se recomanda utilizarea burlanelor care conduc apa în conditii mai bune;

g) trotuarul din jurul constructiei va avea o latime minima de 1.0 m si se prevede cu o panta de 5% spre exterior; acesta se aseaza pe un strat de 20 cm de pamânt stabilizat si se prevede la margine cu un pinten de 20x40 cm (fig. 9.24);

h) proiectul va cuprinde masurile speciale ce trebuiesc luate în timpul executiei; astfel se recomanda ca:

- executarea constructiei sa se faca pe cât posibil într-un anotimp în care nu sunt de asteptat variatii mari ale umiditatii pamântului si anume primavara sau toamna;

- locul ales pentru constructie sa fie bine curatat si nivelat înainte de începerea sapaturilor astfel ca sa nu se permita stagnarea apelor meteorice;

- turnarea fundatiilor sa se faca imediat dupa terminarea sapaturilor pentru a nu se modifica umiditatea terenului de fundare.

Fig. 9.24

9.7.2.2. Fundatii cu descarcari pe reazeme izolate

Fundatiile cu descarcari pe reazeme izolate transmit terenului încarcarile exterioare prin blocuri de fundatie dispuse discontinuu în lungul peretilor.

Fundatiile cu descarcari pe reazeme izolate sunt alcatuite din:

- blocuri de beton simplu;

- grinzi de beton armat.

Fundatiile cu descarcari pe reazeme izolate sunt folosite în cazul pamânturilor cu umflari si contractii mari pentru ca presiunea efectiva pe teren sa depaseasca presiunea de umflare   a pamântului.

Solutia se poate dovedi mai avantajoasa decât solutia fundatiilor continue în cazul unor adâncimi de fundare mai mari decât cca. 2.0 m.

În cazul peretilor nestructurali cu încarcari foarte mici pentru o adâncime de fundare mai mare de 1.20m solutia reazemelor izolate se impune fata de cea a fundatiilor continue.

Presiunea acceptabila a terenului de fundare trebuie sa fie suficient de mare pentru a face o posibila distantarea rationala de-a lungul zidurilor a blocurilor de fundatie.

Fundatiile cu descarcari pe reazeme izolate nu sunt indicate în cazul când sunt de asteptat tasari inegale ale acestora. De asemenea ele se vor evita în regiunile cu seismicitate ridicata.

Reazemele izolate se dispun obligatoriu în punctele de intersectie ale zidurilor sau în cele în care sunt concentrate încarcari importante. În general, aceste reazeme se dispun în conformitate cu traveile constructiei si în dreptul plinurilor (spaletilor) de zidarie.

Reazemele izolate dispuse în lungul zidurilor au în plan o sectiune de forma dreptunghiulara.   În zonele de intersectie în "L" sau "T" a zidurilor, se pot folosi diferite forme în plan (fig. 9.25).

Fig. 9.25

Pozitia în plan a blocurilor de beton simplu se va alege astfel încât centrele de greutate ale bazelor lor sa coincida pe cât posibil cu axul peretelui.

În cazul reazemelor executate din zidarie din piatra sau caramida, la partea superioara a blocului se prevede un cuzinet de beton armat pentru repartizarea încarcarilor transmise de elementele de descarcare ale suprastructurii.

Elementele de descarcare sunt alcatuite din grinzi de beton armat care constituie suportul zidurilor si care transmit încarcarile la reazemele izolate.

În cazul obisnuit al constructiilor fara subsol elementele de descarcare alcatuiesc si soclul zidului, depasind cu cel putin 25 cm cota trotuarului constructiei.

Fata inferioara a elementelor de descarcare se aseaza la cel putin 10 cm sub nivelul trotuarului.

Izolatia hidrofuga orizontala a zidurilor se pozeaza, în mod obisnuit, la partea superioara a grinzilor.

Sub elementele de descarcare se prevede un strat de pietris de cca. 8 cm; în cazul grinzilor din beton armat monolit se va turna si un strat de beton de egalizare peste stratul de pietris.

Grinzile se fac, de regula, mai late decât zidul de deasupra cu cca. 2.5 cm de fiecare parte.

Grinzile se realizeaza, în general, din beton armat turnat monolit. Grinzile prefabricate se recomanda în cazul constructiilor cu ziduri având o dispozitie regulata în plan si cu încarcari mici. Pentru usurinta executiei se va urmari, pe cât posibil, ca grinzile sa aiba aceeasi înaltime.

Grinzile sunt continue având, de regula , înaltimea constanta (fig. 9.26).

Pentru asigurarea unei rigiditati corespunzatoare se recomanda .

Fig. 9.26