În mod eronat, obișnuim să evaluăm rezistența unei clădiri în funcție de elementele structurale supraterane ale acesteia, cele pe care le putem vedea, precum grosimea stălpilor de susținere, a grinzilor sau prin apreciarea calității materialelor folosite, iar asta doar pe baza experienței noastre și a pregătirii pe care o avem.
Cu toate acestea, rezistența unei clădiri depinde într-o măsură mult mai mare de acele elemente pe care nu le vedem sau nu le cunoaștem, precum riscul seismic al zonei în care se află clădirea și terenul de fundare (teren pe care este ridicată). Inclusiv durata de viață a unei construcții depinde de acești doi factori, greu de apreciat dintr-o privire.
Din aceste considerente, orice analiză a specialiștilor în structuri de rezistență privind riscul la cutremur al unei construcții, va ține cont de aceste elemente, indiferent că ne aflăm pe malul mării, în vârf de munte sau în Cercul de foc al Pacificului.
Ce risc geotehnic are clădirea în care ne aflăm?
În zilele noastre, o clădire poate fi edificată aproape oriunde, indiferent de tipul de sol pe care este așezată. O să difere în schimb soluția tehnică adoptată, cu variații importante de cost rezultate din proiectarea și execuția elementelor tehnice de stabilizare a terenului și a fundației.
Putem deci să construim un bloc de apartamente chiar în mijlocul lacului Siutghiol, dacă ne-am propune asta, însă soluția tehnică va costa destul de mult, având în vedere necesitatea adaptării la condițiile geodezice și de climă specifice amplasamentului.
Din aceste motive, în prezent, orice proiect de construire este precedat de o evaluare preliminară de încadrare într-o categorie geotehnică. Se evaluează astfel riscul geotehnic la care va fi supusă viitoare clădire, prentru a releva următorii factori tehnici de risc: nivelul la care se află pânza de apă freatică, clasificarea construcției după categoria de importanță, vecinătățile și zona seismică.
Ulterior, după culegerea informațiilor și determinarea datelor enumerate mai sus, întregul aplasament va fi încadrat într-una din următoarele categorii:
- Categoria geotehnică 1 – risc redus
- Categoria geotehnică 2 – risc moderat
- Categoria geotehnică 3 – risc major
Cu alte cuvinte, dacă vrem să înțelegem posibilele riscuri la care este supusă clădirea în care trăim, trebuie să aflăm mai întâi care sunt riscurile geotehnice ale terenului pe care aceasta se află.
În cazul clădirilor noi, întreaga documentație, inclusiv evaluarea geotehnică este în posesia dezvoltatorului imobiliar, acest document fiind obligatoriu la obținerea autorizației de construire.
Care este cel mai bun teren pentru construit?
Pentru a avea totuși o idee asupra problematicii geotehnice, conform “Normativului privind documentanțiile geotehnice pentru construcții, NP074 / 2013” cele mai bune soluri pentru o construcție sunt cele pietroase, alcătuite din blocuri de piatră, bolovănişuri şi pietrişuri, cu mai puțin de 40% nisip şi mai puţin de 30% argilă în componență, dar în condițiile unei stratificări uniforme.
Totodată, este de preferat ca terenul să fie drept, cu o înclinare mai mică de 10%.
Foarte des întâlnit în municipiul Constanța este terenul argilos, considerat în general de calitate “medie” atunci când vine vorba de utilizarea lui pentru construcții.
Argila ridică mai multe probleme, deoarece, sub influența factorilor meteo își modifică nivelul de plasticitate. Mai exact, atunci când plouă abundent argila se umflă și exercită diverse tipuri de presiuni asupra fundației, în timp ce în perioadele secetoase aceasta se usucă și devine prăfoasă.
Evident, niciuna dintre aceste stări nu este propice pentru stabilitatea fundației și implicit a clădirii, fiind de preferat un sol mai puțin dinamic.
Soluții de îmbunătățire a terenului de fundare
Însă, calitatea unui teren poate fi îmbunătățită, odată ce compoziția acestuia a fost determinată prin extragerea unor eșantioane. Foarte des întâlnită în acest sens este soluția “piloților” din beton, turnați sub presiune, prin forare, până la adâncimi de 9-10 metri.
Acest tip de lucrări se realizează cu ajutorul unor utilaje de foraj de mare adâncime, care pot fora vertical inclusiv în piatră, cuplate la o instalație automată de turnare a betonului.
Prin această metodă sunt realizate “inserții” din beton la nivelul solului în scopul îmbunătățirii terenului pentru construcții.
Terenuri dificile, improprii construirii
Cele mai dificile terenuri, pentru care autorizațiile de construire n-ar trebui eliberate decât în condițiile unor soluții tehnice speciale, sunt cele alcătuite din nisipuri afântate, saturate, susceptibile de lichefiere sub acțiunea unor cutremure.
În această categorie intră și pământurile fine, cu o consistență redusă, precum și pământurile loessoide, care în contact cu apa suferă modificări rapide, ireversibile și aproape imposibil de controlat.
De asemenea, pământurile argiloase care sub influența factorilor meteo se umflă și contractă, precum și cele cunoscute cu un conținut ridicat de materii organice (peste 6%), cele aflate în pantă cu potențial de alunecare, sunt considerate dificile și ridică mari probleme edificării unor construcții sigure și durabile.
În mod normal, primăriile n-ar trebui să elibereze autorizații de construire pentru asemenea amplasamente, în lipsa unor soluții tehnice deosebite, care să ducă la îmbunătățirea și stabilizarea solului.
Este lesne de sesizat că atunci când discutăm despre blocuri de apartamente ridicate, de exemplu, pe malul lacului Siutghiol sau pe malul mării, avem cumulate cele mai slabe condiții de edificare, precum:
- sol nisipos,
- argile cu plasticitate crescută și
- nivel ridicat al apei freatice.
Toate aceste elemente ar impune soluții tehnice avansate de construire, ca de exemplu așezarea fundației pe biloni din beton armat de adâncime, care să “agațe” fundația clădirii de un strat stabil, mai puțin afectat de eventualele modificări ale complexului argilos sau nisipos de suprafață.
Însă, dacă analizăm după prețul de vânzare pe metru pătrat construit, observăm că aproape indiferent de zona în care se construiește, în Constanța prețurile tind să fie cam la același nivel.
Se ridică astfel întrebarea, firească spunem noi, dacă în zonele cu situații dificile de fundare constructorii apelează la soluții tehnice cu adevărat sigure sau acestea rămân doar pe hârtie?
Cât de importantă este adâncimea fundației?
Aparent, cu cât o fundație este mai adâncă, cu atât stabilitatea clădirii ar trebui să fie mai bună. Cu toate acestea, analizând unele dintre cele mai înalte clădiri din lume, observăm că nicio fundație nu depășește 7-8% din înălțimea supraterană a construcției.
De exemplu, Wilshire Grand Center din Los Angeles, zonă cunoscută pentru cutremurele sale de mare intensitate, are o fundație de 27.43 metri, la o înlățime supraterană de 335.28 metri, fundația reprezentând astfel 8,3% raportat la înălțimea totală a clădirii.
Un alt exemplu este Willis Tower din Chicago, care la o înălțime de 442.26 de metri, are o fundație pe trei niveluri, de 30.48 metri, adică 7% din înălțimea construcției supraterane. Sau turnul One World Trade Center (1 WTC) din New York, care pentru cei 541.32 metri înălțime are o fundație de 45.72 metri, adică de 8,4% raportat la ridicarea supraterană.
Am oferit aceste exemple din Statele Unite, unde normele în construcții sunt foarte exigente, anume pentru a demonstra că nu adâncimea unei fundații este importantă, ci mai de grabă solul, metoda de fundare și tipul fundației la care se apelează.
Zona seismică Constanța, Sud – Dobrogea
Municipiul Constanța se încadrează în zona așa-numite platforme Sud – Dobrogene. Aici, terenul este caracteristic zonelor de șes, având cote relativ joase sprijinite pe depozite calcaroase și depozite noi, cuaternare, din argile și loess.
Din punct de vedere seismic, orașul Constanța se încadrează în zona cu ag = 0,20 g în termeni ai accelerației de vârf pentru cutremure, cu perioada de revenire la 225 de ani.
Ce înseamnă asta?
Conform reglementărilor „Codului de Proiectare Seismică” publicat în Monitorul Oficial, Partea I nr. 558bis din 3 septembrie 2013, forma aplicabilă în septembrie 2019, „ag” reprezintă “valoarea de proiectare a accelerației terenului” iar „g” este „accelerația gravitațională.”
Și, după cum se poate observa în imaginea grafică de mai jos, reglementările legale împart țara noastră în următoarele trei zone seismice:
- Zonă cu seismicitate severă ag >= 0.25g (roșu)
- Zonă cu seismicitate moderată 0.15<= ag<= 0.20g (galben)
- Zonă cu seismicitate redusă ag < 0.15g (albastru)
Înțelegem astfel de ce Constanța se află într-o zonă cu seismicitate considerată moderată, față de București de exemplu, care se încadrează la seismicitate severă.
Iar ca lucrurile să fie și mai clare, trebuie spus că municipiul Odobești din județul Vrancea, zona în care se petrec cele mai puternice cutremure din țara noastră, are normată o accelerație de proiectare a terenului de ag = 0.40g, adică dublă față de Constanța.
Riscul seismic al clădirilor
Dacă ați citit până aici, probabil înțelegeți deja că nu este foarte simplu de determinat riscul unei clădiri în cazul unui seism.
Totuși, pentru liniștea dumneavoastră vă puteți întreba constructorul sau, după caz, dezvoltatorul imobiliar, în ce Clasa Seismică este încadrată clădirea în care locuiți.
Există patru clase de risc seismic pentru clădiri, în funcție de zonă, amplasament și caracteristicile constructive ale acestora, după cum urmează:
Clasa de Risc I – Corespunde construcțiilor cu risc ridicat de prăbușire. Dacă vă aflați într-o astfel de clădire, riscurile la care vă expuneți sunt destul de mari. Desigur, încadrarea în această clasă nu înseamnă în mod obligatoriu că în cazul unui cutremur clădirea se va prăbuși, însă avariile suferite pot fi destul de mari.
Clasa de Risc II – Corespunde construcțiilor cu probabilitate redusă de prăbușire, dar la care sunt posibile degradări structurate serioase în cazul unui cutremur. Și aici, siguranța personală și a bunurilor este pusă în pericol.
Clasa de Risc III – În această categorie sunt încadrate clădirile la care sunt așteptate avarii structurale minore, care n-ar afecta semnificativ structura de rezistență. Însă, nu sunt excluse posibile degradări ale elementelor nestructurale (casa scării, de exemplu).
Clasa de Risc IV – Corespunde construcțiilor la care răspunsul așteptat în cazul unui seism este similar celui corespunzător construcțiilor noi, proiectate și realizate pe baza reglementărilor în vigoare. Cu alte cuvinte, dacă clădirea în care vă aflați a fost încadrată în Clasa IV de Risc, eventualele degradări în cazul unui cutremur este de așteptat să fie minore.
