Ведомственные строительные нормы ВСН 212-91 "Применение бетонов на природных пористых заполнителях для строительства транспортных тоннелей"

Срок введения в действие 1 сентября 1992 г.

1. Общие положения

1.1. Настоящие нормы регламентируют применение легких бетонов на природных пористых заполнителях при строительстве транспортных тоннелей (железнодорожных, автодорожных, пешеходных, а также тоннелей и подземных станций метрополитена). Нормы являются обязательными для всех проектных и строительных организаций, осуществляющих проектирование и строительство транспортных тоннелей с применением бетонов на природных пористых заполнителях.

1.2. Настоящие нормы являются дополнением к требованиям строительных норм и правил (СНиП), предъявляемым к проектированию и возведению транспортных тоннелей (главы СНиП II-44-78. "Тоннели железнодорожные и автодорожные. Нормы проектирования"; СНиП II-40-80. "Метрополитены. Нормы проектирования"; СНиП III-44-77. "Тоннели железнодорожные, автодорожные и гидротехнические. Метрополитены. Правила производства и приемки работ").

1.3. Для тоннельных конструкций транспортных сооружений следует применять конструкционные легкие бетоны плотной структуры на цементном вяжущем, пористом крупном заполнителе, а также на пористом или плотном мелком заполнителе или смеси пористого и плотного мелкого заполнителя.

1.4. Бетоны, приготовленные в соответствии с настоящим ВСН, могут применяться при строительстве транспортных тоннелей в виде монолитного бетона и железобетона, сборных бетонных и железобетонных конструкций и предварительно напряженных конструкций для сооружения временных и постоянных обделок тоннелей и штолен, изготовления блоков обделки, подрельсовых оснований, водоотводных лотков, порталов и конструкций подземных станций метрополитена (фундаментов, колонн, элементов перекрытия, станционных платформ).

1.5. Легкие бетоны на природных пористых заполнителях следует применять в следующих случаях:

при наличии пористого заполнителя как местного материала и возможности его использования вместо привозных или более дорогих плотных заполнителей;

при соответствии жесткости тоннельной обделки физико-механическим свойствам вмещающего массива для наилучшей их совместной работы;

при необходимости снижения собственной массы монолитной конструкции подземного сооружения или в случае сборной - укрупнения при той же массе ее монтажной единицы.

2. Требования к бетону тоннельных конструкций

2.1. Проектирование тоннельных конструкций из легких бетонов на природных пористых заполнителях осуществляется в соответствии с положениями и указаниями глав СНиП II-44-78 "Тоннели железнодорожные и автодорожные. Нормы проектирования", СНиП II-40-80 "Метрополитены. Нормы проектирования", СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования", СНиП 2.03.11-85 "Защита строительных конструкций от коррозии. Нормы проектирования", "Руководство по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из бетонов на пористых заполнителях" (1978 г.), РСТ АрмССР 1089-89 "Бетон на природных пористых заполнителях для строительства транспортных тоннелей", "Рекомендаций по применению бетонов на природных пористых заполнителях для строительства транспортных тоннелей" (1980 г.), "Рекомендаций по изготовлению конструкций и изделий из бетонов на природных пористых заполнителях" (1984 г.) и настоящих норм.

2.2. Бетоны на природных пористых заполнителях должны удовлетворять требованиям ГОСТ 25820-83.

2.3. В соответствии с требованиями СТ СЭВ 1406-78 и СНиП 2.03.01-84 за показатель прочности бетона на сжатие принимают класс бетона по прочности на сжатие.

2.4. Для конструкционных легких бетонов на природных пористых заполнителях, применяемых в тоннелестроении, установлены следующие классы бетона по прочности на сжатие: В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В27,5; В30.

2.5. Проектные классы легких бетонов на природных пористых заполнителях по прочности на сжатие для транспортных тоннелей должны применяться по табл. 1.

Таблица 1

N п/п	Вид конструкции	Класс бетона по прочности на сжатие
1	Блоки и тюбинги сборных обделок кругового очертания перегонных тоннелей метрополитенов закрытого способа работ	В20-В30
2	Блоки сборных обделок станционных тоннелей закрытого способа работ	В20-В30
3	Блоки стеновые сборных обделок перегонных и станционных комплексов открытого способа работ	В20-В30
4	Плиты и прогоны перекрытий сборных тоннельных обделок перегонных и станционных комплексов открытого способа работ	В22,5-В30
5	Колонны сборных тоннельных обделок открытого способа работ	В22,5-В30
6	Блоки (плиты лотковые) днищ и фундаменты стаканного типа под колонны для тоннельных обделок открытого способа работ	В20-В30
7	Блоки (ЦСО) сборных обделок перегонных и пешеходных тоннелей открытого способа работ	В20-В30
8	Панели-элементы внутренних конструкций подземных сооружений	В12,5-В22,5
9	Монолитные конструкции станционных тоннелей	В12,5-В22,5
10	Внутренние железобетонные конструкции монолитные	В12,5-В22,5
11	Бетонный слой верхнего строения пути	В10-В12,5
12	Бетонное основание пути, заполнение лотков, основание под полы	В7,5
Примечание. Соотношение между классами и марками бетона по прочности на сжатие - см. табл. 2.

Таблица 2

Соотношение между классами и марками бетона по прочности на сжатие

┌───────────┬─────────────────────────┬───────────────┬─────────────────┐
│ Класс │Средняя прочность бетона │Ближайшая марка│ Отклонение │
│ бетона │данного класса R, кгс/см2│ бетона по │ ближайшей марки │
│ по │ (МПа) │ прочности │бетона от средней│
│ прочности │ │ │прочности класса,│
│ │ │ │ ─ │
│ │ │ │ R - M │
│ │ │ │ ───── х 100% │
│ │ │ │ ─ │
│ │ │ │ R │
├───────────┼─────────────────────────┼───────────────┼─────────────────┤
│В7,5 │98,23 (9,64) │ М100 │ -1,8 │
│ │ │ │ │
│В10 │130,97 (12,85) │ М150 │ -14,5 │
│ │ │ │ │
│В12,5 │163,71 (16,07) │ М150 │ +8,4 │
│ │ │ │ │
│В15 │196,45 (19,28) │ М200 │ -1,8 │
│ │ │ │ │
│B20 │261,93 (25,71) │ М250 │ +4,5 │
│ │ │ │ │
│В25 │327,42 (32,13) │ М350 │ -6,9 │
│ │ │ │ │
│В30 │392,90 (38,56) │ М400 │ -1,8 │
└───────────┴─────────────────────────┴───────────────┴─────────────────┘

┌───────────┬─────────────────────────┬───────────────┬─────────────────┐

Среднюю прочность бетона каждого класса определяют при нормативном коэффициенте вариации, равном V = 13,5% для конструкционных бетонов по формуле

,

где В - значение класса бетона, МПа; 0,0980665 - переходный коэффициент от МПа к .

2.6. Проектные марки бетонов на природных пористых заполнителях по водонепроницаемости в возрасте 28 суток принимаются по табл. 3.

Таблица 3

Давление воды на тоннельную конструкцию, кгс/см2, до	2	4	6	8	10	12
Марка бетона по водонепроницаемости, не ниже	W2	W4	W6	W8	W10	W12

2.7. Проектные марки бетона на пористых заполнителях по морозостойкости устанавливаются в зависимости от климатологических условий по табл. 4.

Таблица 4

Расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С	-5 и выше	От -5 до -20 (включительно)	От -20 до -40 (включительно)	Ниже -40
Марка бетона по морозостойкости	F100	F150	F200	F300

2.8. Распалубочная прочность бетона несущих конструкций обделок транспортных тоннелей должна соответствовать проектной прочности, а в крепких устойчивых грунтах быть не ниже 75% проектной прочности.

Более низкие значения распалубочной прочности бетона допускаются при наличии соответствующего обоснования и согласования с проектной организацией.

2.9. Основные расчетные характеристики при проектировании бетонных и железобетонных конструкций из бетонов на природных пористых заполнителях, а также дополнительные характеристики при проектировании предварительно-напряженных конструкций принимаются в соответствии со СНиП 2.03.01-84 (таблицы 5, 6, 7, 8, 9, 10).

2.10. Значения расчетных сопротивлений бетона для предельных состояний первой группы и в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие приведены в табл. 5.

2.11. Характеристики бетона и вводятся в расчет с коэффициентом условий работы бетона , который принимается по таблицам 6 и 7.

2.12. Значения нормативных и и расчетных и сопротивлений бетона для предельных состояний второй группы в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие приведены в табл. 8.

2.13. Нормативное сопротивление бетона растяжению по второй группе предельных состояний в случаях, когда:

прочность на растяжение не контролируется, принимается по табл. 8;

прочность бетона на растяжение контролируется на производстве, принимается равным его гарантированной прочности (классу) на осевое растяжение.

Таблица 5

┌─────────┬────────┬────────────────────────────────────────────────────┐
│Расчетные│ Вид │ Значения R и R при классе бетона по прочности │
│сопротив-│мелкого │ b bt │
│ ления │заполни-│ МПа │
│ бетона │ теля │ на сжатие, ─────── │
│ для │ │ кгс/см2 │
│предель- │ │ │
│ ных │ ├─────┬─────┬─────┬────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┤
│состояний│ │В7,5 │ В10 │В12,5│B15 │ В20 │B22,5│ B25 │В27,5│ В30 │
│ первой │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ группы │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├─────────┼────────┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│При │Плотный │ 4,5 │ 6,0 │ 7,5 │8,5 │11,5 │13,0 │14,5 │15,7 │17,0 │
│осевом │ или │─────│─────│─────│────│─────│─────│─────│─────│─────│
│сжатии R │пористый│45,9 │61,2 │76,5 │86,7│117,0│133,0│148,0│160,0│173,0│
│ b│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├─────────┼────────┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│При │Плотный │0,48 │0,57 │0,66 │0,75│0,90 │0,97 │1,05 │1,12 │1,20 │
│осевом │ │─────│─────│─────│────│─────│─────│─────│─────│─────│
│растяже- │ │4,89 │5,81 │6,73 │7,65│9,18 │9,63 │10,7 │11,5 │12,2 │
│нии R ├────────┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│ bt │Пористый│0,48 │0,57 │0,66 │0,75│0,80 │0,85 │0,90 │ 0,95│1,00 │
│ │ │─────│─────│─────│────│─────│─────│─────│─────│─────│
│ │ │4,89 │5,81 │6,73 │7,65│8,16 │8,65 │9,18 │9,69 │10,2 │
└─────────┴────────┴─────┴─────┴─────┴────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘

┌─────────┬────────┬────────────────────────────────────────────────────┐

Таблица 6

┌─────────────────────────────────────────────┬─────────────────────────┐
│ Факторы, обуславливающие введение │ Коэффициент условий │
│ коэффициента условий работы бетона │ работы бетона гамма │
│ │ bl │
│ ├────────────┬────────────┤
│ │ условное │ величина │
│ │обозначение │ │
├─────────────────────────────────────────────┼────────────┼────────────┤
│1. Многократно повторяющаяся нагрузка │ гамма │ По табл. 7 │
│ │ b1 │ │
│ │ │ │
│2. Длительность действия нагрузки: │ │ │
│ а) при учете постоянных, длительных и │ гамма │ │
│ кратковременнных# нагрузок: │ b2 │ │
│ в условиях эксплуатации конструкций, │ │ 1,0 │
│ благоприятных для нарастания прочности │ │ │
│ бетона │ │ │
│ в остальных случаях │ │ 0,90 │
│ │ │ │
│ б) при учете особых нагрузок │ │ 1,10 │
│ │ │ │
│3. Бетонирование в вертикальном положении │ гамма │ 0,85 │
│ (высота слоя бетонирования выше 1,5 м) │ b3 │ │
│ │ │ │
│4. Попеременное замораживание и оттаивание: │ │ │
│ в водонасыщенном состоянии при расчетной │ │ │
│ зимней температуре наружного воздуха: │ │ │
│ от - 40°С до -20°С │ гамма │ 0,90 │
│ │ b6 │ │
│ от - 20°С до - 5°С и выше │ │ 1,00 │
│ │ │ │
│в условиях эпизодического водонасыщения при │ │ 1,00 │
│любой температуре │ │ │
│ │ │ │
│5. Стадия предварительного обжатия: │ │ │
│ с проволочной арматурой │ гамма │ 1,25 │
│ │ b8 │ │
│ со стержневой арматурой │ │ 1,35 │
│ │ │ │
│6. Бетонные конструкции │ гамма │ 0,90 │
│ │ b9 │ │
│ │
│Примечания: 1. Коэффициенты гамма по позициям 1; 2; 4; 6 должны │
│ bl │
│учитываться при определении R и R , по позициям, 3; 5 - при R . │
│ b bt b │
│2. Коэффициенты гамма вводятся независимо друг от друга, но при этом │
│ bi │
│их произведение должно быть не менее 0,45. │
└───────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

┌─────────────────────────────────────────────┬─────────────────────────┐

Таблица 7

┌───────────────────────┬───────────────────────────────────────────────┐
│ Состояние бетона │ Коэффициент условий работы бетона при │
│ по влажности │ многократно повторяющейся нагрузке гамма │
│ │ bl │
│ │ при коэффициенте асимметрии цикла p равном │
│ │ b │
│ ├───────┬─────┬──────┬─────┬──────┬──────┬──────┤
│ │ 0-0,1 │ 0,2 │ 0,3 │ 0,4 │ 0,5 │ 0,6 │ 0,7 │
├───────────────────────┼───────┼─────┼──────┼─────┼──────┼──────┼──────┤
│Естественной влажности │ 0,60 │0,70 │ 0,80 │0,85 │ 0,90 │ 0,95 │ 1,00 │
│Водонасыщенный │ 0,45 │0,55 │ 0,65 │0,75 │ 0,85 │ 0,95 │ 1,00 │
└───────────────────────┴───────┴─────┴──────┴─────┴──────┴──────┴──────┘