9.6. Documentația geotehnică (NP 074-2022)#
Intuiție
Normativul nu cere același efort pentru o magazie și pentru un bloc cu trei subsoluri lângă metrou. Cinci întrebări simple, despre teren, apă, importanță, vecini și seism, dau un punctaj; punctajul dă categoria geotehnică; categoria spune cât trebuie investigat.
9.6.1. Tipurile de documentații geotehnice#
Cadrul legal al investigării terenului în România este Normativul privind documentațiile geotehnice pentru construcții, indicativ NP 074-2022, aprobat ca reglementare tehnică din 10 ianuarie 2023 și publicat în Monitorul Oficial nr. 56 bis din 20 ianuarie 2023, care a înlocuit ediția din 2014 (MDLPA, 2022). Normativul se aplică tuturor construcțiilor și lucrărilor de infrastructură, pentru fiecare etapă de proiectare, și trimite pentru execuția investigațiilor la SR EN 1997-2 (ASRO, 2007), iar pentru proiectare la SR EN 1997-1 (ASRO, 2004) (Secțiunea 1.3.2). El definește cinci categorii de documentații:
avizul geotehnic preliminar (AGP) – întocmit pentru planurile de urbanism și pentru studiile de prefezabilitate, în principal din date de arhivă și din literatură, cu încadrarea preliminară a terenului (bun, mediu, dificil) și în zonele de risc natural; nu înlocuiește studiul geotehnic;
studiul geotehnic (SG) – documentația de bază pentru proiectarea oricărei construcții, în etapele studiu de fezabilitate, DTAC/DALI, proiect tehnic și detalii de execuție; are semnificația „raportului privind investigarea terenului” din SR EN 1997-2 și se elaborează pe baza unei teme scrise (anexa C). Are ca variante studiul geotehnic de detaliu (SGD), cerut când sunt necesare elemente suplimentare, când condițiile s-au modificat sau când studiul existent este mai vechi de 10 ani, precum și studiul geotehnic și hidrogeologic și studiul geotehnic și de stabilitate, atunci când tema cere investigații hidrogeologice, respectiv analize de stabilitate a versantului;
proiectul geotehnic (PG) – documentația de proiectare propriu-zisă (echivalentul raportului de proiectare geotehnică din Eurocod 7), care analizează prin calcul rezistența și stabilitatea terenului și dimensionează structurile geotehnice; este parte a proiectului de structură;
raportul de monitorizare geotehnică (RMG) – documentul care urmărește, pe baza unui proiect de monitorizare, evoluția deplasărilor, a eforturilor și a presiunilor apei în timpul execuției și exploatării, cu limite de atenție și de avarie;
expertiza geotehnică (EG) – expertiză tehnică de calitate, efectuată de un expert tehnic atestat, asupra unui studiu, a unui proiect, a execuției, a terenului de fundare al unei construcții existente sau a cauzelor unor degradări.
Studiul geotehnic, proiectul geotehnic și raportul de monitorizare se verifică obligatoriu de un verificator de proiecte atestat în domeniul Af (rezistența și stabilitatea terenului de fundare a construcțiilor și a masivelor de pământ); avizul preliminar și expertiza nu se verifică. Terenul real este apoi confruntat cu studiul la deschiderea gropii de fundare, prin procesul-verbal de recepție a naturii terenului de fundare.
9.6.2. Categoria geotehnică#
Volumul investigațiilor și nivelul metodelor de proiectare se stabilesc în funcție de categoria geotehnică a lucrării, concept preluat din Eurocod 7 și detaliat în anexa A a normativului. Categoria rezultă dintr-un punctaj atribuit celor cinci factori care determină dificultatea și riscul lucrării (Figura 9.8): (1) condițiile de teren – terenuri bune (2 puncte), medii (3) sau dificile (6), definite în tabelele A.1–A.3 după natura, starea și stratificația pământurilor (de exemplu, argilele cu \(I_C \ge 0{,}75\) și \(e < 1{,}1\) în stratificație uniformă sunt teren bun; nisipurile afânate, nisipurile lichefiabile, pământurile cu \(I_C < 0{,}5\), pământurile sensibile la umezire, cele cu umflări și contracții mari, cele cu peste 5 % materii organice, terenurile în pantă cu potențial de alunecare și umpluturile necontrolate sunt terenuri dificile); (2) apa subterană – fără epuizmente (1), cu epuizmente normale (2), cu epuizmente excepționale care pot afecta vecinătățile (4); (3) categoria de importanță a construcției după HG 766/1997 – redusă (2), normală (3), deosebită sau excepțională (5); (4) vecinătățile – fără risc (1), risc moderat (3), risc major (4) de degradare prin excavații și epuizmente; (5) zona seismică – \(a_g < 0{,}15g\) (1), \(0{,}15g \le a_g < 0{,}25g\) (2), \(a_g \ge 0{,}25g\) (3), cu \(a_g\) din P 100-1. Suma punctelor încadrează lucrarea în categoria geotehnică 1 (6–9 puncte), 2 (10–14 puncte) sau 3 (15–22 puncte). Ediția anterioară a normativului (NP 074-2014) numea aceste trei intervale de punctaj „risc geotehnic redus, moderat și major”; ediția din 2022 a renunțat la această denumire intermediară și trece direct de la punctaj la categoria geotehnică. Încadrarea preliminară se face în tema studiului, înainte de investigare, de către specialistul geotehnician împreună cu proiectantul structurii, și se confirmă sau se modifică la finalul studiului; părți diferite ale aceleiași lucrări pot aparține unor categorii diferite.
Figura 9.8 Schema de stabilire a categoriei geotehnice conform NP 074-2022 (anexa A): punctajele celor cinci factori (tabelul A.4) se însumează, suma încadrează lucrarea în categoria geotehnică 1, 2 sau 3 (tabelul A.5), iar categoria fixează exigențele minimale de investigare și de proiectare (tabelul A.6).#
Categoriei îi corespund exigențe minimale (tabelul A.6 al normativului): pentru categoria 1 – lucrări mici și simple, pe terenuri favorabile cunoscute din experiență – sunt suficiente sondaje sau foraje de recunoaștere cu prelevare de probe pentru identificare și proiectarea pe baza măsurilor prescriptive (presiuni convenționale); pentru categoria 2 – lucrările convenționale, fără riscuri deosebite – se cer investigații de rutină (sondaje deschise, foraje cu probe, măsurarea apei, încercări de laborator și, eventual, pe teren) și calcule uzuale de capacitate portantă și deformații; pentru categoria 3 – structuri cu riscuri majore sau încărcări excepționale, pe terenuri dificile – investigațiile de rutină se completează obligatoriu cu încercări speciale în laborator și pe teren, cu forajele suplimentate cu 20–50 % și cu metode de calcul perfecționate.
9.6.3. Conținutul studiului geotehnic și modelul terenului#
Conținutul-cadru al studiului geotehnic (anexa C) urmărește logica investigării: (1) date generale (tema, beneficiarul, proiectanții, unitățile care au executat lucrările de teren și de laborator); (2) date privind terenul din amplasament – topografia, geologia și geomorfologia generală, cadrul hidrogeologic, datele seismologice, istoricul amplasamentului, vecinătățile, încadrarea în zonele de risc natural din Legea 575/2001 și încadrarea preliminară în categoria geotehnică, cu planuri de situație și hărți anexate; (3) prezentarea investigațiilor efectuate – volumul, metodele și standardele, datele calendaristice, pozițiile topografice ale punctelor de investigare, fișele forajelor cu album fotografic al probelor, fișele încercărilor in situ, nivelurile apei și agresivitatea ei, rapoartele laboratorului autorizat; (4) evaluarea informațiilor geotehnice – fișele sintetice ale forajelor, secțiunile și profilurile geologice, litologice, geotehnice, geofizice și hidrogeologice la scară și în cote absolute, tabelele valorilor măsurate și derivate ale parametrilor pentru fiecare strat, cu prelucrarea lor statistică și cu indicarea corelațiilor folosite, aprecieri asupra stabilității, încadrarea stratelor ca teren bun, mediu sau dificil, recomandări orientative privind adâncimea și soluțiile de fundare, necesitatea îmbunătățirii terenului și a lucrărilor privind apa subterană, și încadrarea finală în categoria geotehnică; (5) modelul terenului.
Modelul terenului (anexa M) este definit ca reprezentarea condițiilor topografice, geologice, tectonice, hidrogeologice și geotehnice relevante din amplasament, bazată pe rezultatele investigațiilor; el este „principalul rezultat al investigației geotehnice”. Modelul cuprinde trei componente: modelul geologic (geomorfologia, structura, tipurile de roci cu vârstă și stare, condițiile tectonice – falii, discontinuități, zone alterate, înclinarea stratelor), condițiile hidrogeologice (tipul și extinderea acviferelor, nivelurile piezometrice și variația lor) și condițiile geotehnice (stratificația cu limitele dintre unitățile geotehnice, descrierea standardizată a fiecărei unități și valorile parametrilor fizici și mecanici). Modelul terenului este tocmai aplicarea principiilor geologiei la scara amplasamentului: forajele sunt punctele de observație, iar secțiunile dintre ele se construiesc ca secțiunile geologice din Capitolul 6, respectând continuitatea stratelor, contactele și accidentele tectonice. Din el, proiectantul derivă în proiectul geotehnic modelul geotehnic de proiectare, simplificat sau detaliat după stările limită analizate, cu valorile caracteristice și de calcul ale parametrilor stabilite conform NP 122. Gradul de detaliere crește cu categoria geotehnică: de la stratificația generală (categoria 1) la evidențierea condițiilor locale și a variabilității terenului (categoria 3).
9.6.4. Numărul și adâncimea investigațiilor#
Anexa I a normativului stabilește cerințe minimale privind dispunerea și adâncimea forajelor, apropiate de recomandările orientative din anexa B a SR EN 1997-2 (ASRO, 2007); o selecție este redată în Tabelul 9.5. Punctele de investigare se amplasează astfel încât să surprindă stratificația, în punctele critice ale lucrării (de exemplu, la colțurile amprentei), în rețea regulată când amplasarea construcției nu este definitivă, în lungul axei și pe lățimea amprizei la structuri liniare și pe versanți astfel încât să permită analiza stabilității. Adâncimea de investigare \(Z_a\) se măsoară de la cel mai coborât punct al fundației sau de la baza excavației și trebuie să acopere zona activă a structurii: pentru fundațiile de suprafață cel puțin 6 m și cel puțin \(3B_f\) (\(B_f\) latura mică a fundației), iar la radiere cel puțin lățimea radierului; pentru fundațiile pe piloți cel puțin 5 m sub bază, \(3B\) și lățimea grupului; pentru excavații sprijinite 0,8–1,2 din adâncimea excavației și cel puțin 2 m sub fișa susținerii; pentru alunecări de teren cel puțin 5 m sub suprafața de cedare. Dacă la adâncimea prevăzută se întâlnesc terenuri dificile, cel puțin 25 % din foraje se adâncesc; dacă se întâlnește rocă, forajele depășesc zona de alterare. Programul se stabilește prin temă și „va trebui adaptat în mod obligatoriu la condițiile de teren” – formulare care exprimă principiul fundamental al investigării: ea este un proces iterativ, în care fiecare rezultat poate modifica programul.
Tipul lucrării |
Nr. minim |
Distanța maximă între foraje |
|---|---|---|
Locuințe unifamiliale până la 200 m\(^2\), maximum 2 niveluri |
1 |
30 m |
Clădiri cu cel puțin trei niveluri și clădiri industriale |
2 |
15–40 m |
Construcții pe suprafețe mari, depozite de deșeuri |
5 |
rețea cu ochiuri de cel mult 60 m |
Construcții liniare (drumuri, căi ferate, diguri, ziduri de sprijin) |
2 |
20–200 m |
Tuneluri |
3 |
50–100 m |
Poduri, pasaje, viaducte |
2 |
câte un foraj sub fiecare culee/pilă |
Baraje și deversoare |
2 |
10–15 m în lungul secțiunilor transversale |
Alunecări de teren și terenuri în pantă (\(>\) 10 %) |
3 |
minimum un profil din trei foraje |
Structuri înalte (turnuri eoliene, coșuri de fum), silozuri |
1 |
sub fiecare fundație / celulă |
Parcuri fotovoltaice |
3 |
rețea de 60–100 m |
De ce investigarea terenului este cea mai rentabilă parte a proiectului
Costul unui studiu geotehnic reprezintă, de regulă, sub 0,5–1 % din valoarea unei construcții, dar consecințele unei investigări insuficiente – fundații subdimensionate sau supradimensionate, tasări diferențiale, infiltrații, alunecări declanșate de excavații, întâlnirea la execuție a unor umpluturi, goluri sau ape sub presiune neprevăzute – costă adesea de zeci de ori mai mult și se plătesc prin întârzieri, litigii și, uneori, prin avarii. NP 074-2022 formulează explicit acest principiu: un număr mai mare de foraje permite o proiectare mai economică și reduce riscul condițiilor neprevăzute. Investigarea nu este însă o simplă acumulare de foraje: valoarea ei stă în interpretarea geologică, adică în construirea unui model al terenului coerent cu geneza depozitelor, cu structura regională și cu istoria amplasamentului. Un foraj care traversează o argilă tare deasupra unui nisip saturat sub presiune, un RQD scăzut într-un calcar sau o anomalie rezistivă pe o secțiune ERT spun ceva numai geologului care știe să le lege de procesele care le-au produs. Pentru inginerul constructor, capacitatea de a citi critic un studiu geotehnic – de a verifica dacă numărul, adâncimea și tipul investigațiilor corespund categoriei geotehnice, dacă probele au calitatea cerută de încercările efectuate, dacă nivelul apei a fost urmărit și dacă modelul terenului este plauzibil geologic – este una dintre competențele cu cele mai directe consecințe asupra siguranței și costului lucrărilor.