Действующий
5.6.4.21 Нормативная вертикальная нагрузка от собственного веса конструкций определяется исходя из проектных размеров конструкций и удельного веса материалов.
5.6.4.22 Коэффициенты надежности на постоянные нагрузки при расчетах конструкций обделок по потере несущей способности следует принимать по таблице 5.12.
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 | 1,3 |
| обделки и давления щитовых домкратов | |
| Примечание - Коэффициент надежности в скобках следует 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 принимаются равными 1.
5.6.4.23 Обделки тоннелей, заложенные ниже прогнозируемого уровня подземных вод, следует рассчитывать на всплытие на расчетные нагрузки по формуле
где - сумма всех постоянных, сопротивляющихся всплытию, вертикальных расчетных нагрузок с минимальными коэффициентами надежности по нагрузке, действующих на длину 1 м тоннеля;
5.6.4.24 Нормативную временную вертикальную и горизонтальную нагрузки на обделки от наземного транспорта, коэффициенты надежности и коэффициенты динамичности принимают по СП 35.13330.
5.6.4.25 Нормативную временную вертикальную нагрузку на рельсовый путь (рисунок 5.2) от каждой оси подвижного состава с пассажирами надлежит принимать равной 150 кН (15тс).
Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от центробежной силы и ударов подвижного состава, продольную нагрузку от торможения или силы тяги, а также коэффициенты надежности и динамические коэффициенты к этим нагрузкам следует принимать согласно СП 35.13330.
5.6.4.26 Временную нормативную равномерно распределенную нагрузку на платформы станций, лестницы, перекрытия машинных помещений эскалаторов, кассовых залов и другие перекрытия, по которым предусматривается передвижение пассажиров, следует принимать равной 4 (400 ) с коэффициентом надежности 1,4.
5.6.4.27 Временные нагрузки на обделки, возникающие в процессе строительства, определяются в соответствии с принятой технологией производства работ с учетом характера воздействия на обделку проходческого, подъемно-транспортного, монтажного или другого оборудования.
Коэффициент надежности по нагрузке к временной нагрузке от давления щитовых домкратов на обделку следует принимать равным 1,3.
5.6.4.28 Воздействие морозного пучения грунта в пределах слоя сезонного промерзания (оттаивания) следует принимать в виде приложенных по периметру сооружения вертикальных касательных сил. Для сооружений на пучинистых грунтах, сезонно промерзающих на глубину до 2 м, величины сил морозного пучения следует принимать в соответствии с требованиями СП 22.13330. Для сооружений на вечномерзлых, а также на пучинистых грунтах, сезонно промерзающих на глубину свыше 2 м, величины сил морозного пучения следует принимать в соответствии с требованиями СП 25.13330.
Коэффициент надежности по нагрузке при определении нагрузки от сил морозного пучения следует принимать как для нагрузки от горного давления при сводообразовании по таблице 5.12.
5.6.4.29 Коэффициенты надежности к временной нагрузке для других временных нагрузок или воздействий, которые следует учитывать при проектировании специфических 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.
5.6.4.30 Сейсмическое воздействие на тоннельную обделку следует учитывать для сооружений, возводимых в районах (зонах) с сейсмичностью 7 баллов и более. Проектирование подземных сооружений, расположенных в районах (зонах) с сейсмичностью 7 баллов и более следует выполнять в соответствии с СП 14.13330 и ВСН 193 [8].
5.6.5.1 Расчеты подземных конструкций следует выполнять по предельным состояниям с учетом возможных неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий на отдельные элементы или сооружение в целом, которые могут действовать одновременно при строительстве или при эксплуатации.
Расчетные схемы конструкций при необходимости должны в максимальной степени соответствовать условиям работы сооружений и особенностям взаимодействия элементов проектируемой конструкции между собой и грунтом.
5.6.5.2 Расчеты подземных конструкций следует вести в соответствии с основными положениями ГОСТ Р 54257 с учетом возможных для отдельных элементов или всего сооружения в целом неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий, которые могут действовать одновременно при строительстве или при эксплуатации. При этом необходимо рассматривать:
- основные сочетания нагрузок, составляемые из постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок и воздействий;
- особые сочетания нагрузок, составляемые из постоянных нагрузок, наиболее вероятных временных и одной из особых нагрузок или воздействий.
5.6.5.3 Конструкции следует рассчитывать по предельным состояниям первой и второй групп по ГОСТ Р 54257.
5.6.5.4 Расчеты по предельным состояниям первой группы обязательны для всех конструкций. Их выполняют на основные и особые сочетания нагрузок с применением коэффициентов надежности, коэффициентов сочетаний нагрузок согласно СП 20.13330, коэффициентов условий работы конструкций и расчетных значений прочностных характеристик их материалов, а при необходимости - и динамических коэффициентов.
Тоннельные обделки на выносливость не проверяются, за исключением обделок пролетом более 9 м с минимальной засыпкой над перекрытием менее 1 м, расчет которых ведется по мостовой схеме.
5.6.5.5 Расчеты конструкций, возводимых закрытым способом, по предельным состояниям первой группы следует выполнять с учетом особенностей их работы:
а) для монолитных бетонных и монолитных железобетонных обделок в необводненных грунтах или при наличии гидроизоляции - возможности образования в наиболее напряженных сечениях пластических шарниров;
б) для сборных чугунных и железобетонных обделок с перевязкой стыков и связями растяжения - возможности образования пластических шарниров за счет введения пониженного коэффициента изгибной жесткости кольца обделки.
При расчетах бетонных и железобетонных обделок следует применять дополнительный коэффициент условий работы конструкции, равный 0,9, отражающий для монолитных обделок неточность в назначении расчетной схемы, для сборных обделок - деформативность стыков.
5.6.5.6 Расчеты обделок по предельным состояниям второй группы выполняются на основные сочетания нагрузок с использованием коэффициентов надежности по нагрузкам и по условиям работы конструкции, равных 1, и нормативных значений прочностных характеристик материалов.
- для железобетонных элементов перекрытий следует определять величины вертикальных прогибов и раскрытия трещин, при этом величина прогиба от воздействия постоянной и временной вертикальной нагрузок в пределах пролета не должна превышать 1/200L (L - длина расчетного пролета) при предельной величине длительного раскрытия отдельных трещин до 0,2 мм, кратковременного - до 0,3 мм;
- для железобетонных элементов стен следует определять величину горизонтальных прогибов и раскрытия трещин, при этом величина прогиба от воздействия постоянной и временной нагрузок для стен подземных сооружений не должна превышать 1/300Н, для стен рамп - 1/200H (H - расчетная высота стены) при предельной величине длительного раскрытия отдельных трещин до 0,3, кратковременного - до 0,4 мм.
Примечание - Расчеты конструкций по предельным состояниям второй группы допускается не проводить, если практика применения аналогичных конструкций или опытная проверка запроектированных конструкций подтверждает, что жесткость их достаточна и конструкции обеспечивают нормальную эксплуатацию сооружений.
5.6.5.7 В обделках тоннелей, сооружаемых в необводненных грунтах, а также в обделках с гидроизоляцией по всему контуру величина длительного раскрытия трещин допускается не более 0,2 мм.
5.6.5.8 Расчеты тоннельных конструкций на внешние виды воздействий следует выполнять методами строительной механики на заданные нагрузки или методами механики с учетом отпора грунтового массива. Коэффициент упругого отпора допускается принимать по таблице 5.13. Расчеты на действие гравитационного поля, тектонического и сейсмического воздействия возможно выполнять методами механики сплошной среды. В расчетах обделок методом механики сплошной среды на прочность и трещиностойкость, возводимых в песчано-глинистых влажных и маловлажных грунтах, следует использовать значение остаточного модуля общей деформации грунта.
5.6.5.9 Предварительные и поверочные (при реконструкции) расчеты конструкций допускается проводить исходя из предпосылки линейной работы материала конструкции и грунтового массива.
Деформационные характеристики грунтового массива (модуль деформации, коэффициент поперечной деформации, коэффициент упругого отпора) определяются на основании данных инженерно-геологических изысканий, натурных и лабораторных исследований, а также данных, полученных при строительстве тоннелей в аналогичных инженерно-геологических условиях. При отсутствии опытных данных коэффициент отпора допускается принимать по таблице 5.13.
Грунты в сечении выработки | Коэффициент отпора, ( ) | |
при удельном давлении на грунт до 0,4 МПа (4 ) | при удельном давлении на грунт свыше 0,4 МПа (4 ) | |
| Скальные средней прочности (временное сопротивление одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии 25-40 МПа (250-400 ): | ||
| слаботрещиноватые | 1000-1500 (100-150) | 1000-1500 (100-150) |
| сильнотрещиноватые | 400-600 (40-60) | 400-600 (40-60) |
| Скальные средней прочности и малопрочные (временное сопротивление одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии 8-25 МПа (80-250 ): | ||
| слаботрещиноватые | 700-1000 (70-100) | 700-1000 (70-100) |
| сильнотрещиноватые | 200-400 (20-40) | 200-400 (20-40) |
| Глины твердые ненарушенные | 150-250 (15-25) | 80-150 (8-15) |
| Глины полутвердые или твердые нарушенные | 100-200 (10-20) | 50-100 (5-10) |
| Крупнообломочные, пески плотные | 70-100 (7-10) | 50-70 (5-7) |