Amenajarea torentilor si regularizari de rauri - elemente de constructii

Materiale si elemente de constructii utilizate in amenajarea torentilor si regularizari de rauri

Principalele materiale folosite pentru amenajarea torentilor sunt:

- Pamantul  (sursa locala de materiale),

- Piatra (piatra sparta, piatra fasonata, piatra de rau),

- Lemnul (nuiele, crengi, bile, grinzi, pari, arbori intregi),

- Metalul (otel beton, laminate, sarma, plasa, cuie),

- Betonul (simplu sau armat; turnat la fata locului sau prefabricat),

- Masele plastice, sub forma de geosintetice.

Elemente de constructii specifice lucrarilor de amenajare a torentilor si lucrarilor de regularizari de rauri:

a)      snopi de nuiele si fascine

b)      cilindri de fascine

c)      saltele de fascine

d)     cleionaje

e)      gabioane

f)       casoaie

g)      elemente prefabricate din beton armat

h)      geosintetice

Snopii de nuiele sunt formati din nuiele asezate cu cotoarele intr-o singura parte, legate cu sarma arsa, sarma galvanizata sau cu sfoara smolita in 2-3 locuri si au lungimi de circa 4 - 5 m. Nuielele pentru toate tipurile de lucrari se vor recolta la sfarsitul iernii sau inceputul primaverii, inainte de inverzire, pentru ca, dupa punerea in lucrare sa poata lastari.

Fig. 42 Confectionarea snopilor de nuiele

Figura 43. Snopi de nuiele

Fascinele sunt formate din nuiele asezate cu cotoarele repartizate la ambele capete si legate cu sarma arsa, sarma galvanizata sau sfoara smolita, de 3 ori/m. Legaturile nu vor zdrobi nuielele pentru ca acestea sa poata lastari. Se executa pe capre joase (0,6 m). De obicei se executa cu diametre de 15, 20 sau 30 cm.

Fig. 44 Confectionarea fascinelor

Figura 45. Amplasarea fascinelor in lucrare

Figura . Lucrare transversala realizata din fascine

Cilindrii de fascine (sau fascinele lestate) se realizeaza din fascine umplute cu piatra si legate cu sarma. Se executa pe capre joase, cu diametre de pana la 1 m, in imediata apropiere a locului de punere in opera.

Fig. 47 Cilindru de fascine

Saltelele de fascine se fac pe platforme, la malul raului, in amonte de zona de punere in opera, din 3 - 5 straturi de fascine asezate la unghiuri de 90 de grade intre straturi. Se transporta la locul de punere in opera prin plutire si se lesteaza cu piatra pentru scufundarea pe amplasament. Au grosimi de 0 - 1 m si se executa continuu, pe lungimi destul de mari. Nu se remorcheaza spre amonte.

Fig. 48 Saltea de fascine

Cleionaje

Cleionaje sunt niste garduri din nuiele de inaltime 60-80 cm, amplasate in albia formatiunilor torentiale. Se executa ca lucrari transversale pe acele formatiuni de eroziune in adancime care nu transporta la viitura materiale aluvionare de dimensiuni mari. Amplasarea cleionajelor ca lucrari transversale, trebuie sa respecte anumite conditii:

• malurile si firul formatiunilor erozionale de adancime sa nu prezinte pericol de alunecare;
• traseele unde se amplaseaza sa fie cat mai rectilinii, pentru ca apa sa aiba o curgere cat mai uniforma;
• albia unde se amplaseaza sa fie cat mai ingusta, pentru a se realiza o economie de material;
• debite de viitura mici.

Din punct de vedere constructiv se deosebesc doua tipuri de cleionaje:

- simple, alcatuite dintr-un singur gard de nuiele (fig. 45);

- duble, alcatuite din doua garduri de nuiele (fig. 46).

Cleionajele se pot folosi si ca lucrari longitudinale, caz in care se amplaseaza pe taluzurile de mal, cu grad ridicat de instabilitate, afectate de procese de eroziune combinate cu alunecari de teren. In spatele cleionajelor se amenajeaza terase late de 75-100cm care se planteaza

Figura 49. Cleionaj simplu

Figura 50. Cleionaj dublu

Gabioanele se fac din cutii cu muchiile din otel beton si peretii laterali din plasa de sarma zincata (cu ochiuri patrate sau hexagonale). Permit utilizarea pietrei marunte de rau (se umplu cu piatra dupa asezarea pe amplasament si legarea intre ele cu sarma). Forma este paralelipipedica iar raportul laturilor se ia 1:1:3. Se pot realiza si gabioane cu forma aproximativ cilindrica sau sub forma de saltele.

Fig. 51 Tipuri de gabioane

Fig. 52. Gabioane goale

Lucrarile transversale din gabioane se executa sub forma de praguri sau baraje de mica inaltime (2-3 m). Ca variante constructive se utilizeaza fie pragurile dintr-un singur gabion, numite si gabioane monolit, fie praguri sau baraje din mai multe gabioane, asezate unele peste altele ca niste caramizi (fig. 49). Prima varianta constructiva se utilizeaza pe vai inguste cu profil transversal in 'V', iar lucrarile din varianta a doua se folosesc in cazul vailor largi. In aceasta ultima varianta constructiva gabioanele se solidarizeaza intre ele prin legaturi de sarma groasa de 3 mm, la 15-20 cm una de alta.

Figura 53. Schema unui prag realizat din gabioane

Lucrarile transversale din gabioane pot avea paramentii verticali sau in trepte, iar deversorul poate avea forma dreptunghiulara sau trapezoidala. Sub nivelul inferior al fundatiei se executa un radier elastic din fascine, scoase in aval pe o lungime de 1,5-2 m si prelungite dupa caz, printr-un blocaj din piatra sau printr-un gabion tip saltea din plasa de sarma umpluta cu piatra.

Pentru a se evita distrugrea gabioanelor la coronament, se aseaza peste plasa un strat de beton sau mortar de 10 cm grosime.

Gabioanele se pot folosi si ca lucrari longitudinale, ca lucrari de consolidare a malurilor (fig. 50). In acest caz se recomanda ca lucrarile din gabioane sa se execute pe un strat de fascine, asezate normal fata de directia curentului, cu capatul nuielelor spre apa. Lucrarile se recomanda in conditiile unor viteze ale curentului apei de pana la 4m/s.

a Gabioane folosite ca lucrari longitudinale

b - Gabioane folosite la canale de evacuare [8]

c - Gabioane folosite la aparari de maluri [8]

d - Gabioane folosite la aparari de maluri [8]

e - Gabioane folosite la aparari de maluri [8]

f - Gabioane folosite pentru realizarea de praguri [8]

g - Gabioane folosite la sprijiniri de maluri [8]

Fig. 54 Diverse utilizari ale gabioanelor

Lucrari din casoaie

Lucrarile de tip casoaie folosite ca lucrari transversale pot avea inaltime de pana la doi metri. Peretii amonte si aval sunt realizati din trunchiuri de copaci sau din grinzi lungi asezate transversal. Peretii sunt solidarizati intre ei prin busteni sau barne scurte, iar in interior se face o umplutura de piatra mare. Piesele din lemn se imbina intre ele prin taieturi la jumatatea lemnului (chertare) si se consolideaza prin cuie din lemn sau prin cuie de fier si scoabe. La partea inferioara, primul rand de busteni se acopera complet cu barne sau busteni longitudinali pentru a forma o cutie care, impreuna cu umplutura de piatra sa lucreze unitar la impingerea pamantului. Lucrarea este prevazuta cu deversor, radier disipator (in aval, care sa apere lucrarea de afuieri) si captusiri de mal in aval.

Ca lucrare de tip longitudinal, casoaiele se folosesc la consolidari de maluri, avand avantajul ca sunt elastice si rezistente la viituri. Prezinta dezavantajul ca putrezesc repede si consuma material lemnos de dimensiuni mari. Se pot executa in doua variante constructive:

• cu un singur perete catre curentul de apa;
• cu perete dublu.

Indiferent de solutia constructiva, baza constructiei se protejeaza prin intermediul unor blocuri mari de piatra.

Elemente prefabricate din beton armat

Datorita faptului ca betonul, si mai ales betonul armat, este un material scump, utilizarea sa se are in vedere doar in cazuri bine justificate economic si la lucrari care apara obiective importante. Se pot folosi dale, grinzi, stalpi, fundatii sau piloti prefabricati. Evident, in conditiile aratate mai sus se pot realiza si elemente de constructii din beton monolit (turnat la fata locului).

Materiale geosintetice

Geosinteticele sunt materiale sintetice din clasa polimerilor, care nu se degradeaza sub actiunea agentilor agresivi din pamant. Introducerea geosinteticelor a fost stimulata de necesitatea ameliorarii performantelor constructiilor si amenajarilor hidrotehnice. Au putut fi astfel inlocuite materialele naturale de masa, costisitoare, mai greu de manipulat, reducandu-se volumul lucrarilor si sporindu-se eficienta acestora.

Prin proiectarea judicioasa a constructiilor s-au obtinut elemente tridimensionale (gabioane, saltele etc.) care pot fi utilizate in conditii speciale. Costul lucrarilor a putut fi redus prin folosirea de produse reciclate, combinarea cu fibre naturale si alte masuri.

Cele mai raspandite materiale geosintetice sunt geotextilele, geomembranele, geogrilele si georetele.

Din gama geotextilelor, se pot utiliza pentru controlul eroziunii saltele preinsamantate biodegradabile. Grila din polimeri ramane intacta pentru mai mult timp, protejata impotriva radiatiilor ultraviolete de catre vegetatie, asigurand ranforsarea radacinilor gazonului. Daca este nevoie, se foloseste plasa de iuta in locul grilei de polimeri.

Fig. 55. Tipuri de aplicatii pentru geosintetice

Din gama geogrilelor face parte sistemul alcatuit din benzi de polietilena de inalta densitate (PEHD), prinse ultrasonic, pentru a alcatui celule intr-o structura de tip fagure. Aceste geocelule, dupa fixarea lor pe teren, sunt umplute cu diverse materiale: sol vegetal, pietris, piatra sparta, beton. Se poate utiliza la protectii si aparari de maluri si taluzuri, baraje mici, suprainaltari de baraje, saltele contra afuierii.

 

Fig. 56. Sistemul geogrila Geoweb

Georetelele (fig. 53), realizate din doua straturi de polipropilena si unul de PEHD termosudate, formeaza o structura ondulata, flexibila, cu o rezistenta la tractiune de 35kN/m, ce se adapteaza la orice tip de teren in panta.

Acest sistem se fixeaza pe sol, dupa care se umple cu pamant vegetal, fara sa se lase spatii libere intre georetea si solul de pe versant. Apoi se insamanteaza si se iriga pentru a se asigura formarea vegetatiei.

Fig. 57. Sistem de georetele

 

Fig. 58. Sistem de georetele folosit pentru protectia rambleelor

Lucrari din pamant

Aceste lucrari se executa sub forma unor baraje din pamant cu descarcator (deversor) central si se folosesc pe formatiuni de eroziune in adancime cu bazin hidrografic mai mic de 500ha.

Se pot folosi atat pamanturi din prafuri argiloase sau nisipuri argiloase cat si cele din nisipuri si pietrisuri in masura in care nu este periclitata stabilitatea barajului prin sufozie (antrenareaparticulelor fine de catre curentul de apa care strabate corpul lucrarii), inmuiere si formarea unor presiuni mari pe taluzul aval din cauza apei de infiltratie.

Nu se folosesc pamanturi cu saruri solubile sau materiale organice peste 3%, malurile, turbele, argile moi sau curgatoare, argile grase contractile.

Lucrari din zidarie de piatra cu mortar de ciment

Rezistenta deosebita pe care o prezinta aceste tipuri de lucrari la viituri si la uzura apelor incarcate cu aluviuni, a facut ca aceste lucrari sa fie des folosite la constructia lucrarilor transversale. In afara acestor avantaje, lucrarile din zidarie de piatra cu mortar de ciment sunt indicate si din alte considerente cum ar fi:

• consumuri relativ reduse de materiale energointensive (ciment);
• siguranta corespunzatoare in exploatare;
• durabilitate mare in raport cu celelalte tipuri de lucrari.

Aceste lucrari sunt recomandate doar in zonele unde piatra se gaseste in imediata vecinatate a santierului.

Dupa gradul de prelucrare a pietrei si dupa modul de realizare distingem trei tipuri de zidarii:

• zidarie din piatra bruta (fig. 59);
• zidarie in mozaic (fig. 59);
• zidarie din moloane (fig. 60).

e.

Fig. 59 Zidarie de piatra bruta cu mortar de ciment (stanga) si in mozaic (dreapta)

Pentru realizarea zidariei din piatra bruta se foloseste piatra de rau sau piatra de cariera, care se ajusteaza cu ciocanul. Piatra trebuie sa indeplineasca anumite conditii, adica sa nu contina impuritati, sa nu fie friabila, sa fie omogena in ceea ce priveste structura, sa aiba o rezistenta la compresiune cat mai ridicata. Sunt recomandate a se utiliza pietrele provenite din rocile eruptive, rocile metamorfice si rocile sedimentare silicoase si calcaroas

La executie, se va cauta obtinerea zidariei in randuri orizontale, cu pietrele asezate pe lat, cu rosturile verticale alternante, evitandu-se intalnirea intr-un punct a mai mult de trei rosturi. Daca piatra este de dimensiuni variate si nu se pot obtine randuri continui, atunci se va realiza la fiecare 0,7-1,0 m cate un strat de egalizare din piatra regulata.

Zidaria de piatra bruta cu mortar de ciment se utilizeaza cu precadere la construirea fundatiei si a paramentului amonte a corpului lucrarii.

Zidaria de piatra in mozaic (fig. 55) se foloseste pentru realizarea paramentului aval al pragurilor si barajelor, la pereuri si radiere. Se executa din blocuri de piatra cu fata vazuta bine netezita si cu muchiile limitrofe indreptate.

Zidaria din moloane (fig. 56) se foloseste in mod curent la paramentul aval al lucrarilor transversale. Moloanele reprezinta pietre cu fata dreptunghiulara, fasonate cat mai regulat pe o adancime de aproximativ 10 cm si o coada de cel putin 25 cm care se aseaza spre interiorul lucrarii. Moloanele se aseaza pe lat, cu rosturi verticale alternante.

Fig. 60. Zidarie din moloane

Zidariile din piatra cu mortar de ciment se folosesc si ca lucrari longitudinale, in acest caz executandu-se fie sub forma de ziduri de sprijin fie sub forma de pereuri.

Pentru lucrarile transversale de pe torenti poate fi folosita si zidaria de tip mixt. Paramentul aval si amonte al lucrarii precum si coronamentul se executa din zidarie de piatra cu mortar de ciment, iar mijlocul corpului lucrarii se executa din beton simplu. Fundatia se executa din beton ciclopian (beton in care, la turnare, se poate introduce un volum de 20-30% piatra, bolovanii fiind spalati). Trebuie avuta o deosebita grija la asigurarea unei bune legaturi intre cele doua zidarii, care se executa simultan pe acelasi strat orizontal.