Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Постоянные нагрузки






 

5.5.2.1 Вертикальные и горизонтальные нагрузки от давления грунта при закрытом способе работ или от других постоянных нагрузок, действующих в пределах всего пролета или всей высоты сооружения при расчетах тоннельных обделок допускается принимать равномерно распределенными.

5.5.2.2 Для тоннелей и других объектов, сооружаемых открытым способом, величину нормативной вертикальной нагрузки от насыпного грунта следует принимать в соответствии с давлением всей его толщи над сооружением с учетом веса наземных зданий и других сооружений, строительство которых предусмотрено над данным объектом или в пределах призмы обрушения грунта.

5.5.2.3 Величины вертикальных и горизонтальных нормативных нагрузок на обделки тоннелей, сооружаемых закрытым способом, следует определять на основании результатов инженерно-геологических изысканий и накопленных экспериментальных данных о нагрузках, полученных при измерениях в аналогичных условиях строительства, с учетом возможности образования в грунтах самонесущего свода (рисунок 1).

В особо сложных условиях строительства проектом должно быть предусмотрено проведение наблюдений за изменением напряженно-деформированного состояния обделки тоннеля (мониторинг) в процессе строительства, а при необходимости и начальный период его эксплуатации.

 

 

Рисунок 1 - Схема для расчета высоты свода обрушения

 

 

5.5.2.4 В неустойчивых грунтах, в которых сводообразование невозможно (водонасыщенные несвязные и слабые глинистые грунты), нагрузки принимать с учетом давления всей толщи грунтов над тоннельным сооружением. Нормативную вертикальную и горизонтальную нагрузки и , кН/м , определять в таких случаях по формулам:

 

 

;

где - нормативный удельный вес грунта соответствующего слоя напластования, кН/м ;

- толщина соответствующего слоя напластования, м;

- число слоев напластований;

к - кажущийся угол внутреннего трения грунтового массива в пределах сечения тоннельной обделки, градус, принимаемый по опытным данным или определяется по формуле φ к =arctgf, где f – коэффициент крепости.

Такие же нагрузки принимать и при наличии сводообразования, если расстояние от вершины свода обрушения до земной поверхности или до контакта с неустойчивыми грунтами меньше высоты свода обрушения.

5.5.2.5 Нормативные равномерно распределенные нагрузки: вертикальную - и горизонтальную - , кН/м , в условиях сводообразования определять по формулам:

;

,

где - высота свода обрушения над верхней точкой обделки, м (рисунок 1);

- нормативный удельный вес грунта, кН/м ;

- высота выработки, м;

к – кажущийся угол внутреннего трения грунтового массива в пределах сечения тоннельной обделки, градус, принимаемый по опытным данным или определяется по формуле φ к =arctgf, где f – коэффициент крепости.

5.5.2.6 Высоту свода обрушения над верхней точкой обделки в условиях сводообразования (рисунок 1) для нескальных необводненных грунтов определять по формуле:

,

где - величина пролета свода обрушения, определяемая по формуле

;

- коэффициент крепости, принимаемый на основании геологических изысканий

- величина пролета выработки, м

а) высоту свода обрушения над верхней точкой обделки для тоннелей, сооружаемых в глинистых грунтах на глубине более 45 м, принимать с коэффициентом , где - глубина заложения тоннеля от поверхности земли до низа тоннельной обделки, м

б) при заложении тоннелей в глинистых грунтах, прочность которых уменьшается под влиянием поступающих подземных вод, высоту свода обрушения увеличивать в пределах до 30%.

Коэффициенты, определенные по вариантам (а) и (б), не суммируются. В расчетах принимается большее из двух значений высоты свода обрушения h1.

5.5.2.7 Высоту свода обрушения над верхней точкой обделки в условиях сводообразования для скальных грунтов определять по формулам:

а) для скальных грунтов, оказывающих вертикальное и горизонтальное давление,

,

б) для скальных грунтов, оказывающих только вертикальное давление,

,

где - 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 [15].

 

Т а б л и ц а 6

 

Категория массива скальных грунтов по степени трещиноватости Коэффициент при пределе прочности грунта «в куске» на сжатие, МПа
           
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

 

Т а б л и ц а 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  
Большая - 1, 0-3, 0 III IV V V
Очень большая - более 3, 0 IV V V V
П р и м е ч а н и я 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 относить к V категории (раздробленным) вне зависимости от густоты трещин. 3 В условиях ожидаемого полного нарушения сплошности скальных грунтов в результате интенсивного их расслоения (кливаж) грунты относить к V категории. 4 При наличии поверхностей скольжения категорию грунта по степени трещиноватости повышать на одну ступень. 5 При трещинах, залеченных частично твердым (кристаллическим) материалом, категорию грунта по степени трещиноватости понижать на одну ступень, а при полностью залеченных трещинах - принимать по I категории.

Наличие горизонтального давления скального грунта устанавливается по опыту строительства в аналогичных условиях. При отсутствии аналогов расчет обделки выполнять в двух вариантах: при наличии горизонтального давления и без него.

5.5.2.8 Полученную по формулам п.5.5.2.7. высоту свода обрушения скальных грунтов корректировать 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 выполнять на воздействие вывалов. Вертикальную нагрузку интенсивностью, полученной из условия сводообразования, распределять 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 весу 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 определять в зависимости от размеров выработок, размеров и несущей способности целиков между ними, а также 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, принимать в виде совместного действия гидростатического давления воды и давления грунта во взвешенном состоянии. При этом нормативный объемный вес взвешенного в воде грунта , кН/м , определять по формуле

,

где - нормативный удельный вес частиц грунта, определяемый по данным лабораторных исследований, кН/м ;

gw - объемный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м ;

- коэффициент пористости грунта, определяемое по опытным данным.

Величину гидростатического давления 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 1 этаж.

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, его можно не учитывать.

5.5.2.17 Коэффициенты надежности на постоянные нагрузки при расчетах конструкций обделок по потере несущей способности принимать по таблице 8.

 

Т а б л и ц а 8

 

Вид нагрузки Коэффициент надежности
Вертикальная от давления грунта:  
от веса всей толщи грунта над тоннелем; а)в природном залегании б) насыпные     1, 1 (0, 9) 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 - температурные климатические воздействия - силы морозного пучения в грунтах - вертикальная нагрузка от мостовых и подвесных кранов - воздействие усадки и ползучести бетона   1, 05 1, 1   1, 5 1, 1   1, 1(0, 9)

Окончание таблицы 8

 

П р и м е ч а н и я 1 Коэффициенты надежности принимаются по каждой строке одинаковыми в пределах сооружения. 2 Коэффициент надежности в скобках принимать 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 принимать равными 1.  

 

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.

В расчетах обделок на всплытие следует принимать коэффициент устойчивости не менее 1, 2.

5.5.2.18 Обделки тоннелей, заложенные ниже прогнозируемого уровня подземных вод, следует рассчитывать на всплытие на расчетные нагрузки по формуле

 

где å G - сумма всех постоянных вертикальных расчетных нагрузок с минимальными коэффициентами надежности по нагрузке, действующих на длину одного метра тоннеля;

А - площадь подошвы тоннеля на длину одного метра;

hw - расстояние от уровня грунтовых вод до подошвы тоннеля (без учета бетонной подготовки);

gw - объемный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м ;

gf - 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 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.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.