Коэффициенты, определенные в перечислениях а) и б), не суммируются. В расчетах принимается большее из двух значений высоты свода обрушения .
5.5.2.7. Высоту свода обрушения над верхней точкой обделки в условиях сводообразования для скальных грунтов определяют по формулам:
а) для скальных грунтов, оказывающих вертикальное и горизонтальное давление:
, (5.7)
б) для скальных грунтов, оказывающих только вертикальное давление:
, (5.8)
где R - предел прочности грунта на сжатие "в куске" (образце), МПа;
- коэффициент, учитывающий влияние трещиноватости массива, принимаемый по таблице 6 исходя из предела прочности грунта на сжатие "в куске" и категории массива по степени трещиноватости, которая определяется в зависимости от трещинной пустотности и густоты трещин (среднего расстояния между трещинами наиболее развитой их системы) по таблице 7 и дополнительных характеристик трещиноватости по [14].
Таблица 6
Категория массива скальных грунтов по степени трещиноватости
|
Коэффициент при пределе прочности грунта "в куске" на сжатие, МПа
|
10
|
20
|
40
|
80
|
160
|
I - практически нетрещиноватые
|
1,7
|
1,4
|
1,2
|
1,1
|
1,0
|
II - малотрещиноватые
|
1,4
|
1,2
|
1,0
|
0,9
|
0,8
|
III - среднетрещиноватые
|
1,2
|
0,9
|
0,7
|
0,6
|
0,5
|
IV - сильнотрещиноватые
|
0,9
|
0,7
|
0,5
|
0,4
|
0,3
|
V - раздробленные (разборная скала)
|
0,7
|
0,4
|
0,3
|
0,2
|
0,1
|
Таблица 7
Трещинная пустотность, %
|
Категория грунтов при густоте трещин, м
|
очень редкой (более 1,0)
|
редкой (1,0 - 0,3)
|
густой (0,3 - 0,1)
|
очень густой (менее 0,1)
|
Малая - менее 0,3
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
Средняя - 0,3 - 1,0
|
II
|
III
|
IV
|
IV
|
Большая - 1,0 - 3,0
|
III
|
IV
|
V
|
V
|
Очень большая - более 3,0
|
IV
|
V
|
V
|
V
|
Примечания
1. При определении трещинной пустотности рыхлый или глиноподобный материал заполнения трещин не учитывается.
2. При большой и очень большой трещинной пустотности и одновременно хорошо выраженной расчлененности массива на блоки по степени трещиноватости его следует относить к категории V (раздробленным) вне зависимости от густоты трещин.
3. В условиях ожидаемого полного нарушения сплошности скальных грунтов в результате интенсивного их расслоения (кливаж) грунты следует относить к категории V.
4. При наличии поверхностей скольжения категорию грунта по степени трещиноватости следует повышать на одну ступень.
5. При трещинах, залеченных частично твердым (кристаллическим) материалом, категорию грунта по степени трещиноватости следует понижать на одну ступень, а при полностью залеченных трещинах - принимать по категории I.
|
Наличие горизонтального давления скального грунта устанавливается по опыту строительства в аналогичных условиях. При отсутствии аналогов расчет обделки следует выполнять в двух вариантах: при наличии горизонтального давления и без него.
5.5.2.8. Полученную по формулам, приведенным в 5.5.2.7, высоту свода обрушения скальных грунтов корректируют умножением ее на коэффициенты, учитывающие влияние следующих факторов:
а) приток воды в выработку для случаев, когда трещины заполнены рыхлым или размокаемым глиноподобным материалом, - 1,2;
б) расположение трещин наиболее развитой их системы под углом к оси тоннеля менее 45° - 1,1;
в) проходка выработок без применения буровзрывных работ - 0,8.
5.5.2.9. В случаях, когда в грунтовом массиве возможно развитие неблагоприятных для обделки процессов (проявления тектонической напряженности, пучение, ползучесть грунтов, карстово-суффозионные явления) или предполагается значительное изменение свойств или состояния грунтов в результате применения специальных способов производства работ, величины нагрузок на обделки следует устанавливать на основании специальных исследований.
5.5.2.10. При высоте свода обрушения скального грунта менее 1/6 его пролета расчет подземных конструкций следует выполнять на воздействие вывалов. Вертикальную нагрузку интенсивностью, полученной из условия сводообразования, распределяют по площади, соответствующей 1/4 пролета выработки в наиболее невыгодном для работы обделки положении.
5.5.2.11. Нормативное вертикальное горное давление в грунтах с f <= 4 при расстоянии от кровли выработки до дневной поверхности больше удвоенной высоты свода обрушения следует принимать равным массе грунтов в объеме, ограниченном сводом обрушения. При меньшем заглублении тоннеля горное давление принимается равным весу всей толщи грунта над ним.
5.5.2.12. Величину вертикальной нагрузки от горного давления на обделки параллельных близко расположенных тоннелей при возможности сводообразования определяют в зависимости от размеров выработок, размеров и несущей способности целиков между ними, а также от технологии производства работ:
а) при условии образования самостоятельного свода обрушения над каждой выработкой - для каждой выработки в отдельности;
б) при условии образования общего свода обрушения над выработками - как для выработки, пролет которой равен сумме пролетов всех выработок и ширины целиков между ними.
5.5.2.13. Значение нормативной нагрузки на обделку тоннеля в водонасыщенных несвязных грунтах, содержащих свободную воду, следует принимать в виде совместного действия гидростатического давления воды и давления грунта во взвешенном состоянии. При этом нормативный объемный вес взвешенного в воде грунта , кН/м3, определяют по формуле
, (5.9)
где - коэффициент пористости грунта, определяемый по опытным данным;
- нормативный удельный вес частиц грунта, определяемый по данным лабораторных исследований, кН/м3;
- объемный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м3.
Величину гидростатического давления следует принимать с учетом максимального и минимального уровня, который установится после окончания строительства.
5.5.2.14. Величину нормативной горизонтальной нагрузки на обделки кругового очертания в глинистых грунтах текучей и пластичной консистенции, водонасыщенных грунтах, а также в грунтах, переходящих в условиях эксплуатации в разжиженное состояние, следует принимать не более 0,75 величины нормативной вертикальной нагрузки, принимаемой в соответствии с весом вышележащей толщи грунтов.
5.5.2.15. Нагрузку от веса зданий, располагаемых над тоннельным сооружением, следует принимать в зависимости от их этажности, размеров в плане и конструктивных особенностей здания.
При отсутствии проектных решений зданий нормативную нагрузку от их веса допускается применять в зависимости от их предполагаемой этажности в размере 15 кН/м2 на один этаж.
При расположении зданий и других наземных сооружений в пределах призмы обрушения грунта учитывают соответствующее увеличение горизонтальной нагрузки.
5.5.2.16. Значение нормативной вертикальной нагрузки от собственного веса конструкций следует определять исходя из проектных размеров конструкций и удельного веса материалов.
Если собственный вес обделки составляет менее 5% вертикального давления, допускается его не учитывать.
5.5.2.17. Коэффициенты надежности на постоянные нагрузки при расчетах конструкций обделок по потере несущей способности принимают по таблице 8.
Таблица 8
Вид нагрузки
|
Коэффициент надежности
|
Вертикальная от давления грунта:
|
|
от веса всей толщи грунта над тоннелем:
|
|
а) в природном залегании
|
1,1 (0,9)
|
б) насыпные
|
1,15 (0,9)
|
от горного давления при сводообразовании для грунтов:
|
|
а) скальных
|
1,6
|
б) глинистых
|
1,5
|
в) песков и крупнообломочных
|
1,4
|
от давления грунта при вывалах
|
1,8
|
Горизонтальная - от давления грунта
|
1,2 (0,8)
|
Гидростатическое давление
|
1,1 (0,9)
|
Собственный вес конструкции:
|
|
сборной железобетонной
|
1,1 (0,9)
|
монолитной бетонной и железобетонной
|
1,2 (0,8)
|
металлической
|
1,05
|
изоляционных, выравнивающих, отделочных слоев
|
1,3
|
Сохраняющиеся усилия от предварительного обжатия обделки и давления щитовых домкратов
|
1,3
|
Длительные нагрузки:
|
|
вес стационарного оборудования
|
1,05
|
температурные климатические воздействия
|
1,1
|
силы морозного пучения в грунтах
|
1,5
|
вертикальная нагрузка от мостовых и подвесных кранов
|
1,1
|
воздействие усадки и ползучести бетона
|
1,1 (0,9)
|
Примечания
1. Коэффициенты надежности принимают по каждой строке одинаковыми в пределах сооружения.
2. Коэффициент надежности, указанный в скобках, принимают в случае, когда уменьшение нагрузки приводит к более невыгодному нагружению обделки.
|
При расчетах конструкций на прочность и устойчивость для стадии строительства коэффициенты надежности по постоянным нагрузкам следует принимать равными 1, за исключением ограждений и анкерных креплений котлованов.
5.5.2.18. Обделки тоннелей, заложенные ниже прогнозируемого уровня подземных вод, следует рассчитывать на всплытие на расчетные нагрузки по формуле
, (5.10)
где - сумма всех постоянных вертикальных расчетных нагрузок с минимальными коэффициентами надежности по нагрузке, действующих на длину 1 м тоннеля;
A - площадь подошвы тоннеля на длину 1 м тоннеля;
- расстояние от уровня грунтовых вод до подошвы тоннеля (без учета бетонной подготовки);
- объемный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м3;
- коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,2.
5.5.2.19. Нормативные нагрузки от веса слоев дорожного покрытия и расположенных на перекрытии тоннелей мелкого заложения различных инженерных коммуникаций следует определять по проектным данным, суммируя давление от веса выравнивающего, гидроизоляционного, защитного и других слоев, а также от дорожной одежды проезжей части и покрытия тротуаров.
При заложении тоннеля под путями линий железных дорог, наземных линий метрополитена или трамвая необходимо учитывать давление балласта и элементов верхнего строения пути.
5.5.3. Временные и особые нагрузки и воздействия
5.5.3.1. Нормативную временную вертикальную и горизонтальную нагрузки на обделки от наземного транспорта, коэффициенты надежности и коэффициенты динамичности следует принимать по СП 35.13330 и [13].
Нормативные временные нагрузки от подвижного состава автомобильных дорог (АК-14, НК-176, НК-80), железных дорог (СК), наземных линий метрополитена и трамвая следует определять в соответствии с положениями СП 35.13330 (раздел 2).
Воздействие временных нагрузок от транспортных средств, проезжающих по тоннелю, следует учитывать в случае объединения лотковой части тоннеля с остальными его элементами в единую рамную конструкцию или при расположении проезжей части на повышенном уровне с опиранием плиты перекрытия на стены тоннеля.
5.5.3.2. Временные нагрузки от автомобильных транспортных средств, движущихся над тоннелем мелкого заложения, следует рассматривать в соответствии с планировочной схемой и условиями движения на поверхности:
непосредственно над перекрытием;
на призмах обрушения;
над перекрытием и на призмах обрушения.
Необходимо также учитывать возможность одностороннего (несимметричного) загружения тоннеля (на части перекрытия или на одной призме обрушения) с учетом эпюры бокового отпора грунта.
5.5.3.3. Временную нагрузку от подвижного состава железных дорог следует принимать в виде объемлющих максимальных эквивалентных нагрузок (СП 35.13330).
|
