, (5.9)где ε - коэффициент пористости грунта, определяемый по опытным данным;
γs - нормативный удельный вес частиц грунта, определяемый по данным лабораторных исследований, кН/м3;
γw - 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, а также конструкции, сооружаемые открытым способом в недренируемых грунтах, следует рассчитывать на всплытие на расчетные нагрузки по формуле
,*где ΣG - сумма всех постоянных вертикальных расчетных нагрузок с коэффициентами надежности по нагрузке, равными 1, действующих на длину 1 м тоннеля;
A - площадь подошвы тоннеля на длину 1 м тоннеля;
hw - расстояние от уровня грунтовых вод до подошвы тоннеля (без учета бетонной подготовки);
γw - объемный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м3;
γf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,2.
Для расчетов на всплытие принимается наибольший возможный уровень воды за период эксплуатации конструкций.
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).
Нагрузку от железнодорожных поездов следует учитывать при загружении тоннельной конструкции в соответствии со схемой расположения нагрузки над перекрытием и призмами обрушения и с учетом распределения ее в грунте под углом 26° к вертикали, считая от концов шпал.
5.5.3.4 Нормативную временную нагрузку от подвижного состава метрополитена следует определять в соответствии с положениями [5].
5.5.3.5 При расположении над тоннелем трамвайных путей на обособленном полотне, заезд автомобилей на которое исключен, необходимо учитывать нагрузку от поездов трамвая (СП 35.13330). Если трамвайные пути располагаются на необособленном полотне, то в качестве подвижной нагрузки следует принимать автомобильную АК, совмещая оси полос нагрузки с осями трамвайных путей.
5.5.3.6 При расчете конструкций тоннелей мелкого заложения, имеющих засыпку над ними менее 0,7 м, наряду с вертикальной временной нагрузкой необходимо учитывать горизонтальные нагрузки от ударов подвижного состава, от центробежной силы (если улица или дорога над тоннелем расположены на кривой в плане), а также от торможения и силы тяги транспортных средств в соответствии с положениями СП 35.13330, (подразделы 2.19, 2.20).
5.5.3.7 Для тоннелей, заложенных под улицами и дорогами на глубине 1,0 м и более, а также под рельсовыми путями при толщине балласта и засыпки (считая от подошвы рельса) 1 м и более динамический коэффициент следует принимать равным 1,0.
5.5.3.8 Нормативные воздействия от натяжения арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций определяют в соответствии с установленными в проекте максимальными значениями усилий натяжения с учетом нормативных величин потерь, на соответствующих стадиях работы. В железобетонных конструкциях помимо технологических потерь, связанных с натяжением арматуры и регулированием усилий, следует учитывать потери, вызванные усадкой и ползучестью бетона в соответствии с [7] и [8].
5.5.3.9 Воздействие сил морозного пучения грунтов на обделку в зонах знакопеременных температур следует учитывать при заложении тоннеля в увлажненных песках мелких и пылеватых, в глинистых или крупнообломочных грунтах с глинистым заполнителем, в грунтах с показателем консистенции JL>0 по СП 25.13330 в зависимости от степени морозной пучинистости при сезонном промерзании приконтурного слоя грунта за обделкой на глубину более 0,5 м. Консистенцию глинистых грунтов следует принимать с учетом прогноза ее изменения в стадии эксплуатации тоннеля.
Нормативную нагрузку от сил морозного пучения грунтов qп, МПа, возникающих на контакте тоннельной обделки с промерзающим грунтом, определяют по формуле
, (5.11)где q0 - равномерно распределенная нагрузка от нормальных сил морозного пучения, МПа, определяемая экспериментально и соответствующая нагрузке, которую следует приложить к поверхности пучинистого грунта для полного подавления деформаций пучения данного грунта;
l - периметр обделки по наружной поверхности, м;
F - площадь поперечного сечения выработки, м2;
hm - расчетная глубина слоя сезонного промерзания грунта за обделкой тоннеля, м.
Коэффициент надежности по нагрузке при определении нагрузки от сил морозного пучения принимают как для нагрузки от горного давления при сводообразовании по таблице 8.
5.5.3.10 Коэффициенты надежности к временной нагрузке для других временных нагрузок или воздействий, которые следует учитывать при проектировании строительных конструкций или по условиям производства работ (вес стационарного оборудования, нагрузка от подвесного кранового оборудования, воздействие усадки и ползучести бетона и др.) следует принимать по СП 20.13330.