REFERAT

Consolidarea unei cladiri

Gogor Adrian

Master IC,anul II,gr.2

Consolidarea unei cladiri

1. GENERALITATI

1.1. Principii generale care stau la baza lucrarilor de consolidare si reconstruire.

Concepte de bază

Este necesară, in mod obligatoriu, o reexaminare a starii generale a constructiei si, in particular,

aelementelor care se vor reface, inainte de inceperea lucrarilor.

Simpla explicare a terminologiei termenilor care fac parte din descrierea temei de proiectare ne

pot da oferi o imagine de ansamblu a complexitatii operatiunilor care trebuiesc efectuate atat din

punctul de vedere al proiectarii, cat si din punctual de vedere al punerii in practica a solutiilor

adoptate. Astfel:

- Consolidare: refacerea sau innoirea oricărei părţi a construcţiei (a unor elemente sau ansamblu

de elemente) in scopul obţinerii unei capacităţi structurale sporite, de exemplu, capacitate de

rezistenţă superioară, rigiditate mai mare, ductilitate mai amplă;

- Reparaţie: refacerea sau innoirea oricărei părţi degradate sau avariate din construcţii cu scopul

de a obţine acelasi nivel de rezistenţă, rigiditate si/sau ductilitate, cu cel anterior degradării;

- Remodelare: refacerea sau innoirea oricărei părţi a construcţiei avand ca efect schimbarea

funcţiunii sau a gradului de ocupare;

- Intervenţie (structurală sau/si nestructurală): concept care include termeni de consolidare,

reparaţie si remodelare;

- Reabilitare: refacerea sau innoirea unei construcţii degradate pentru a asigura acelasi nivel al

funcţiunii pe care il avea clădirea inainte de degradare.

Proiectantul poate aduce completari sau modificari la prevederile prezentului caiet de sarcini pe

tot parcursul executie; acestea devin obligatorii dupa luarea la cunostinta de catre Executant si

Beneficiar.

Executantul este obligat sa ia masuri organizatorice pentru realizarea lucrarilor in conditiile de

calitate cerute de proiectul de executie, asigurand respectarea prevederilor inscrise in prezentul

caiet de sarcini.

2. LUCRARI DE CONSOLIDARE A STRUCTURILOR DE ZIDARIE

2.1. Consolidare. Tipuri de intervenţii

Funcţie de amploarea măsurilor, intervenţiile la clădirile din beton armat afectate de seism sau

vulnerabile din punct de vedere seismic se impart in trei categorii:

- Reparaţiile cosmetice care urmăresc să imbunătăţească aspectul vizual al componentelor

afectate.

Aceste reparaţii pot să refacă caracteristicile nestructurale ale elementelor afectate, cum este, de

exemplu, rolul de inchidere al unor elemente. Aportul lor asupra comportării structurale este

neglijabil.

- Reparaţiile structurale au drept scop de a reda proprietatile structurale iniţiale ale acestora. Un

exemplu de reparaţie structurală il constituie injectia fisurilor in zidarie cu rasini epoxidice.

- Lucrările de consolidare sunt intervenţiile care implică adaugarea de elemente structurale noi

si/sau desfacerea si inlocuirea părţilor existente avariate. Acestă intervenţie are ca scop cresterea

performanţelor structurale (rezistenţă, ductilitate, rigiditate).

2.2 EXECUTAREA CAMASUIELILOR LA PERETII DIN ZIDARIE

Pentru asigurarea aderenţei intre zidăria veche si straturile de cămăsuieli din beton armat, sau

aplicate prin torcretare precum si pentru asigurarea conlucrarii perfecte intre cele doua materiale

pentru preluarea eforturilor exterioare trebuie efectuată o pregatire specială a suprafeţelor.

Ordinea operatiunilor pentru această pregătire a suprafeţelor va fi, de regula, după cum urmează:

- se desfac tencuielile de pe suprafaţă cu ciocan si daltă sau cu dalta electrică cu percuţie;

- se curăţă cu perii de sarmă mecanice suprafaţa zidariei, pană la indepărtarea totala a stratului

superficial colmatat cu mortar;

- se adancesc rosturile orizontale ale zidăriei prin indepartarea mortarului pe o adancime de min.

1.0 cm;

- se identifică traseele eventualelor fisuri si se injecteaza fisurile cu lapte de ciment;

- in cazul in care peretele prezintă crapaturi (inclinate, verticale sau orizontale) sau dislocari ale

zidariei, se desface zidăria pe traseul crapaturilor si se reface cu caramizi intregi de aceeasi

dimensiune cu cele din zidăria existentă, cu mortar de marca de min. M50;

- daca peretele prezinta crapaturi verticale la intersectia cu alt perete structural perpendicular, se

desface zidăria la intersecţie si se toarna un stalpisor din beton armat conform detaliilor ce vor fi

precizate de proiectant

- in pozitiile indicate prin detaliile din proiect se practica goluri in zidarie pentru trecerea

armaturilor din cămăsuieli si ancorarea lor la intersecţii sau la nivelul planseelor;

- se execută eventulele umpleri de nise sau goluri; pentru legătura zidariei noi cu cea veche, la

nise, se prevad conectori din otel beton - 4 buc/m2 introduse in rosturile zidariei;

- la umplerea golurilor de usi si ferestre se va utiliza caramidă C75 cu mortar M50, conectata la

spaletii existenti cu strepi desi sau cu tije, in gauri perforate in rosturi si umplute cu mortar M50;

la partea superioara a golului se va impana zidaria in buiandrug sau in zidarie, cu pene dure (otel,

beton, PVC, cloturide GVP, tigla, etc.);

- se face releveul planeităţii peretelui cu firul cu plumb si se determina grosimea stratului de

cămăsuială astfel incat abaterile negative la grosime sa fie mai mici de 10 mm (local pe max.

20% din suprafaţa peretelui);

- se perforeaza cu rotopercutorul, de regula in caramizi, gauri Φ8-14 mm, dintr-o parte in alta a

zidariei – 6 buc/mp – in care vor fi introduse bare de armatura cu rol de conectori, iar gaurile dup

ace au fost suflate de praf si umezite se vor umple cu mortar M100.

- se monteaza in aceste gauri conectorii din cupoane de oţel beton, care au rol si de distantieri si

de care se vor laga plasele de armature/retea de bare;

- se spala suprafaţa peretelui cu jet de apa sub presiune, pană la indepărtarea tuturor urmelor de

praf sau alte impurităţi;

- se monteaza plasele de armătură/retea de bare si se innadesc cu mustatile de armatura din

fundatii, conform detaliilor din proiect;

- se montează eventuale trasee de tuburi electrice

- se spală cu jet de apa sub presiune golurile orizontale din pereti prin care trec armaturile la

intersectii si se betoneaza pană la umplere completa;

- se intocmesc procesele verbale de lucrari ascunse intre reprezentanţii constructorului si cei ai

beneficiarului;

- se monteaza cofrajele, si se sprijina cu spraituri si distantieri;

- se toarna betonul in cofraje si se compacteaza energic cu vibratoare de interior sau de cofraj;

avand in vedere inaltimea mare a nivelurilor, turnarea betonului se va face in doua-trei etape de

turnare, prin ferestre si palnii dispuse pe inaltimea cofrajelor, cu posibilitati de urmarire a

umplerii complete a cofrajului; ultimul strat de beton se va turna de la nivelul superior, prin gauri

practicate in planseu.

3. EXECUTAREA SUBZIDIRILOR LA FUNDATII

Subzidirea si camasuirea fundatiilor existente cu centuri de fundare va consta in principal in

urmatoarele:

- dezvelirea fundatiilor pana la cota de fundare precizata in detaliile din proiect;

- curatirea suprafetelor fundatiilor de pamant si de eventuale zone de beton slab care se

dezintegreaza la lovirea usoara cu ciocanul;

- curatarea si indreptarea eventualelor bavuri care ar putea impiedica betonarea sau armarea

camasuielilor;

- executarea sapaturilor, cu dimensiunile corespunzatoare pentru asigurarea latimilor subzidirii

conform proiectului;

- sprijinirea sapaturilor, daca aceasta este necesara;

- turnarea betonului de egalizare;

- executarea conform prevederilor din proiect, a eventualelor hidroizolatii;

- montarea armaturilor pentru armarea subzidirii si a talpilor armate ale fundatiilor noi;

- montarea, eventual, a cofrajelor si sprijinirea acestora prin spraituire;

- intocmirea proceselor verbale de lucrari ascunse si a proceselor verbale de faze determinante;

- turnarea betonului in subzidire cu subbetonare, astfel incat sa se realizeze un contact perfect cu

talpa fundatiei existente;

4. TEHNOLOGIA LUCRARILOR DE CONSOLIDARE

Se executa sapatura in pamant pana la cota de fundare;

Se curata de pamant suprafata fundatiei existente si apoi se buciardeaza sau se sprituieste pentru

realizarea unei suprafete cat mai rugoase care sa asigure o buna aderenta a betonului proaspat la

cel vechi. Pentru o mai buna conlucrare se traseaza si se practica in elavatia de beton existenta

niste gauri conform detaliilor din proiect;

Se curata cu peria de sarma suprafata fundatiei existente si se spala cu jet de apa;

Se executa cofragul lateral al fundatiei noi;

Se monteaza armatura din infrastructura;

Se toarna si se compacteaza cu pervibratorul (inainte de turnarea betonului, suprafetele fundatiei

existente se mentin umede minim 2 ore, avand grija ca ele sa fie zvantate in momentul punerii in

lucrare a betonului);

Dupa minimum 24 ore de la turnarea betonului se vor scoate cofrajele laterale;

Se executa umplutura cu pamant, avand grija sa se realizeze o buna compactare a acesteia prin

baterea ei cu maiul de lemn;

Se indeparteaza tencuiala de pe perete si se deschid rosturile dintre caramizi, prin indepartarea

mortarului dintre ele pe o adancime de 10-15mm cu ajutorul unei scoabe metalice;

Se traseaza si se practica in perete niste lacasuri in forma de coada de randunica (minimum

4buc/mp);

Se spituieste suprafata peretelui de zidarie (pentru asigurarea unei bune conlucrari intre

diafragma de zidarie si cea de beton);

Se curata cu peria de sarma si se spala cu jet de apa suprafata zidariei decopertate;

Se monteaza in lacasuri agrafele metalice. Dupa zvantarea suprafetelor, lacasurile se umplu cu

mortar M200 bine matat;

Dupa minimum 24 ore se monteaza armaturile diafragmelor si se ancoreaza de agrafele metalice

pe suprafata peretelui. Se fixeaza distantieri minimum 3buc/mp.;

Se executa cofragul;

Se toarna betonul si se compacteaza cu pervibratorul, avand grija ca inainte de inceperea turnarii,

suprafata peretelui de caramida sa se mentina umeda minimum 2 ore, iar la inceperea punerii in

lucrarea a betonului ea sa fie zvantata.;

Dupa punere in lucrare a betonului se vor lua toate masurile pentru a asigura timp de minimum 7

zile o temperatura a mediului ambient in minimum +5ºC precum si o umectare a suprafetei de

beton prin stropirea cu apa a acesteia. Suprafata betonului proaspat este interzis sa fie prelucrata

(cu mistria, dreptarul, etc.) pentru a se evita deranjarea structurii si a aderentei de suprafata

suport);

Se reface tencuiala.

Beneficiarul va asigura conducerea lucrarilor de santier de un diriginte de santier autorizat.

Executantul va organiza sistemul de asigurare a calitatii lucrarilor si va asigura controlul

lucrarilor de catre un responsabil tehnic cu executia autorizat.

Executia trebuie realizata de personal cu experienta in astfel de lucrari.

Se va pune accentual pe asigurarea calitatii lucrarilor si pe respectarea normelor de protectia si

igiena muncii.

Proiectantul de rezistenta va fi solicitat la fata locului pentru fazele specificate in programul de

control, precum si la orice dificultati de executie sau orice abateri de la proiect.

STUDIU DE CAZ

CONSOLIDARE IMOBIL zona PARLAMENT-IZVOR, BUCURESTI.

Imobilul din str. Dragalina a fost edificat aprox. 1930, fiind realizat intr-un singur corp de cladire

cu regim de inaltime Ds+P+1E+M, avand structura constituita din fundatii din beton simplu sau

caramida (dupa caz), pereti de caramida plina, planseu peste demisol format din boltisoare de

caramida (mici arce din caramida sprijinite la capete pe grinzi transversale metalice), plansee

peste parter si etaj construite integral din lemn.

Structura acoperisului a fost realizata integral din lemn sub forma unei sarpante pe scaune, ce a

fost legata prin popi de planseul peste etaj si prin cosoroabe perimetrale asezate pe capatul

superior al peretilor exteriori.

Din punct de vedere al amplasamentului, cladirea analizata se afla situata in zona Cotroceni-

Izvor, aproximativ la jumatatea distantei dintre Palatul Parlamentului si albia raului Dambovita,

la marginea exterioara a dealului Parlamentului.

Constructia existenta prezinta doua fatade principale alaturate, ce corespund strazii de resedinta

si unei strazi secundare, o fatada secundara adiacenta curtii si o fatada de tip calcan.

Constructia prezinta doua intrari pietonale, cea principala corespunzand strazii de resedinta, iar

cea de-a doua fiind amplasata in curtea situata in spatele casei cu acces exterior pe strada

secundara

Forma in plan a cladirii descrie un poligon neregulat cu 4 laturi principale ce urmaresc in general

limitele proprietatii.

Constructia prezinta un caracter regulat in plan, cu o exceptie in zona casei scarii, care nu este

integrata in volumetria primara, ci este alipita aproape de coltul din „spate”al casei.

Cladirea releva un caracter regulat in elevatie, cu vitraje destul de generoase pe cele doua fatade

principale (adiacente strazilor), vitraje modeste pe fatada secundara si pe casa scarii, si zona

interal opaca pe fatada de calcan.

Din punct de vedere al circulatiilor, cladirea prezinta particularitati specifice perioadei

interbelice, intrarea principala deservind doar nivelul parter, intrarea secundara deservind casa

scarii.

In decursul timpului, cladirea a cunoscut diverse interventii de tipul lucrari de intretinere si

reparatii, in special la nivelul demisolului, unde s-a incercat oprirea igrasiei si a infiltratiilor

subterane prin camasuirea peretilor de caramida cu un strat de beton simplu.

Fiind proiectata in era interbelica, constructia nu a beneficiat de nici un fel de proiectare

antiseismica, fiind asigurata doar pentru incarcari gravitationale standard corespunzatoare

normelor de proiectare specifice perioadei istorice respective.

Comportarea structurii de rezistenta de-a lungul timpului este in general

acceptabila/satisfacatoare, avand in vedere vechimea materialelor, cat si faptul ca structura a

rezistat cu brio cutremurelor majore din 1940, 1977, 1990 ( in ciuda faptului ca nu a fost

proiectata specific antiseismic).

Un aspect interesant il constituie ratiunea distributiei maselor (greutatilor) pe fiecare nivel in

parte. Astfel, demisolul este alcatuit din perete grosi de caramida (40cm), la care ulterior s-a

adaugat si camasuirea cu strat de beton, planseul peste demisol realizat din boltisoare de

caramida.

Peretii de la parter si etaj sunt realizati din caramida mai subtire (14 sau 25cm, dupa caz),

planseele peste parter si etaj realizate din lemn, acoperisul construit din lemn. La un calcul

sumar, se observa clar ca distributia maselor este de tip piramidal : mai greu la baza, adica la

demisol, si din ce in ce mai usor pe fiecare nivel superior.

Acest respect pentru principiile naturale si gravitationale a condus la o durabilitate extinsa in

timp a edificiului, cu mult peste perioada de viata proiectata a cladirii.

Cu toate acestea, cuantificand vechimea apreciabila a materialor folosite in structura cladirii,

faptul ca nu a fost asigurata o intretinere corespunzatoare in ultima perioada (casa nu a fost

locuita si a fost pusa in stare de conservare), precum si faptul ca actualmente structura nu

corespunde normelor de proiectare moderne (europene), rezulta ca o necesitate imperativa

actiunea de punere in siguranta a constructiei prin intermediul unei solutii de reparare-

consolidare a acesteia.

La initiativa proprietarului cladirii, am initiat studii de cercetare amanuntita a situatiei actuale a

structurii de rezistenta si a cladirii in ansamblul sau.

Studiile preliminare aferente certificatului de urbanism indicau o solutie tipica de consolidare ce

prevedea camasuirea peretilor de caramida cu un strat de mortar armat.

In urma efectuarii studiului geotehnic, prelevarii de mostre de caramida, mortar si lemn si a

efectuarii de probe de laborator asupra acestora, precum si a descoperii unor zone degradate

iremediabil la nivelul elementelor din lemn aferente acoperisului si planseelor, am considerat ca

necesara aprofundarea solutiei preliminare de consolidare, prin crearea unui model matematic

complex.

Modelul matematic a fost creat in format digital, prin intermediul unor programe de calcul

structural cu specificitate pentru zona geografica a amplasamentului constructiei.

In cadrul modelarii digitale, au fost luate in considerare mai multe variante si situatii predictibile

de comportare a cladirii atat in starea actuala, cat si in starea post-consolidare.

Dupa modelarea geometrica a elementelor cladirii, precum si a incarcarilor/actiunilor aferente

acestora (incarcari gravitationale, incarcari din actiunea zapezii, incarcari din actiunea vantului,

incarcari din actiunea seismica), au fost efectuate analize statice si dinamice asupra modelului cu

scopul de a determina comportarea elementelor constructiei (rezistenta sau lipsa de rezistenta:

deformarea, cedarea sau ruperea acestora).

Toate calculele au fost efectuate in conformitate cu prevederile standardelor si normelor

romanesti si europene (SREN1990 … SREN1998, EUROCODE, P100, CR0, CR1, CR.2.1,

CR6, etc).

In urma efectuarii acestor calcule (simulari) amanuntite, au fost descoperite multiple puncte

potentiale de cedare in cadrul structurii actuale (neconsolidate). Acest lucru este o confirmare

stiintifica exacta a unei stari reale de fapt foarte usor de intuit.

Pentru stabilirea solutiei finale de consolidare au fost create mai multe variante ale modelului de

baza, cu scopul de a gasi solutia optima de consolidare, atat din punct de vedere al costurilor, cat

si din punct de vedere tehnologic (viteza de lucru cea mai mare; tehnologia de lucru cea mai

facila pentru situatia data; crearea, desfiintatea sau inlocuirea unor elemente astfel incat sa nu se

schimbe sistemul structural al cladirii si sa nu fie afectat partiul de arhitectura in mod radical)

Solutia optima de consolidare nu reprezinta in mod obligatoriu varianta cea mai ieftina din

punct de vedere al costurilor, ci reprezinta varianta cea mai echilibrata rezultata din analiza

tuturor factorilor luati in considerare ( factori financiari, factori de timp de executie, factori

tehnologici, factori climatici, factori locali: amplasament, vecinatati, acces, etc).

Deasemenea, trebuie sa precizam ca orice consolidare reprezinta o procedura maxim invaziva,

avand gradul de complexitate cel mai mare posibil dintre toate lucrarile de constructii civile

obisnuite, si depasind ca nivel orice alt tip de lucrari de reparatii si/sau de intretinere

In cazul constructiei analizate, solutia aleasa a fost o dezvoltare fireasca a solutiei preliminare de

consolidare, si anume: pe langa camasuirea peretilor de caramida ca un strat de beton armat –

lucru considerat necesar dar nu si suficient, s-a optat pentru introducerea unui schelet de

rezistenta nou, format din cadre (stalpi+grinzi) care va fi solidarizat cu structura existenta prin

intermediul unor armaturi de tip conectori.

De asemenea, din cauza degradarii partiale iremediabile si din cauza neindeplinirii unor criterii

structurale de baza, planseele din lemn au fost desfacute si inlocuite cu plansee moderne din

beton armat...

In cazul constructiei analizate, solutia aleasa a fost o dezvoltare fireasca a solutiei preliminare de

consolidare, si anume: pe langa camasuirea peretilor de caramida ca un strat de beton armat –

lucru considerat necesar dar nu si suficient, s-a optat pentru introducerea unui schelet de

rezistenta nou, format din cadre (stalpi+grinzi) care va fi solidarizat cu structura existenta prin

intermediul unor armaturi de tip conectori.

De asemenea, din cauza degradarii partiale iremediabile si din cauza neindeplinirii unor criterii

structurale de baza, planseele din lemn au fost desfacute si inlocuite cu plansee moderne din

beton armat...

Acesta solutie de consolidare aparent complicata, a fost aleasa din cauza unor particularitati ale

cladirii si ale amplasamentului. Faptul ca actuala constructie ocupa circa 85% din suprafata

terenului, face practic imposibila amenajarea unor spatii tehnice ale santierului precum rampe de

depozitare, baraci, bancuri de lucru, etc.

De asemenea, si zonele adiacente cladirii sunt total construite, nefiind disponibila nicio

suprafata de teren pentru organizari de santier. Aceasta situatie constituie un impediment in

aprovizionarea cu materialele necesare santierului, obligand constructorul sa aprovizioneze

cantitati mici pe care este nevoit sa le aplice imediat in lucrare.

Un alt impediment il constituie amplasarea terenului intr-o zona rezidentiala, la intersectia a

doua strazi secundare (latime strada 1 = 5metri, latime strada 2=3m)....

Asupra acestei lucrari vom reveni, este insa un exemplu despre cum poate fi transformata

aproape integral o constructie si poate fi adaptata unui nou ciclu de existenta. Infinit mai solida,

infinit mai sigura, avand o suprafata utila mare si totusi, pastrand aproape acelasi aspect exterior!

Pe de alta parte, asa cum ar putea fi lesne de observat pentru un ochi avizat, structura a capatat

rezerve suplimentare de rezistenta, care vor putea fi utilizate in cazul intentiei de a adauga noi

etaje cladirii. Calculul de rezistenta a presupus posibilitatea de a mai adauga doua niveluri

realizate cu structura de rezistenta metalica, usoara, si panouri de inchidere de tip sandwich -

OSB+polistiren+termosistem....