ПРЕДИСЛОВИЕ
Методические указания по расчету оснований водопропускных труб по деформациям разработаны в соответствии с основными требованиями СНиП II -А.10-62, СНиП II -Б.1-62*, СНиП II -Б.3-62, СНиП II-Д.7-62* и «Технических условий проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб» (СН 200-62).
Внедрение методических указаний в практику проектирования и строительства имеет целью: улучшение качества водопропускных труб (в особенности строящихся в сложных инженерно-геологических условиях), снижение стоимости их строительства (главным образом, за счет сокращения числа свайных фундаментов), расширение сферы применения бесфундаментных металлических гофрированных труб.
Методические указания составил канд. техн. наук Р.Е. Подвальный на основании результатов исследований, проведенных СибЦНИИСом в 1965 — 1972 г.г. кандидатами техн. наук И.З. Лобановым, Р.Е. Подвальным, А.С. Потаповым, В.П. Матвеевым с учетом опыта строительства и эксплуатации водопропускных труб на железных дорогах Сибири.
Директор СибЦНИИСа (Б. КОРЯКИН)
Руководитель отделения транспортных сооружений и конструкций (В. БОГАЕНКО)
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1 . Настоящие Методические указания распространяются на проектирование оснований водопропускных труб на железных и автомобильных дорогах, за исключением районов распространения вечномерзлых или просадочных грунтов.
1.2 . Расчет по настоящим Методическим указаниям производят для ограничения деформаций труб пределами, гарантирующими беспрепятственный пропуск воды по трубе, а также сохранность земляного полотна в ее зоне.
1.3 . Деформации водопропускных труб характеризуются:
относительной осадкой — стрелой прогиба, отнесенной к полной длине трубы;
разностью осадок двух рядом расположенных секций;
возникновением обратного уклона лотка трубы;
величиной раскрытия межсекционных швов.
1.4 . Расчет оснований труб проводят по условию
где S — возможная деформация трубы;
s доп — предельно допустимая деформация.
1.5 . Во всех случаях, когда рассматривается основание под насыпью (пп. 3.1 — 3.9 ), размеры поперечника насыпи принимают по сечению в месте расположения трубы.
При размещении труб в логах с крутыми склонами допускается принимать размеры поперечника насыпи средними для сечений на участке, равном двум высотам насыпи (по высоте в каждую сторону от оси трубы).
2. НАГРУЗКИ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ
2.1 . Расчет по деформациям производят на нормативные нагрузки: постоянные — вес насыпи и элементов трубы, временные — от подвижного состава железных дорог или от подвижных вертикальных нагрузок автомобильных дорог.
2.2 . В расчет вводятся нормативные характеристики, определяемые с учетом естественного напряженного состояния грунтов, а также возможного его изменения в процессе строительства и эксплуатации дорог.
2.3 . Для грунтов оснований определяются следующие основные характеристики:
угол внутреннего трения φ, град.;
удельное сцепление c , кг/см 2 ;
модуль деформации Е, кг/см 2 ;
начальный коэффициент пористости ε0;
влажность на границе раскатывания Wp , %;
влажность на границе текучести W т , %;
2.4 . Для предварительных расчетов допускается принимать значения удельного сцепления, углов внутреннего трения и модулей деформации по табл. 13 СНиП II -Б.1-62. На стадии рабочего проектирования эти данные можно применять после корректировки по материалам инженерных изысканий района строительства.
Для грунтов насыпи допускается принимать объемный вес γ, равным 1,8 т/м 3 , и угол внутреннего трения — 30°.
2.5 . Значения угла внутреннего трения и удельного сцепления глинистых грунтов верхнего слоя основания в пределах глубины промерзания принимают по данным лабораторных исследований с учетом его возможного обводнения, а также с учетом процесса промерзания — оттаивания (последнее — в случае отсыпки насыпи на промороженное основание).
2.6 . Для предварительных расчетов допускается принимать объемный вес грунта основания равным 1,7 т/м 3 , а при учете взвешивающего действия грунтовой воды равным 1,0 т/м 3 .
3. РАСЧЕТЫ
Условия применения расчета оснований труб по деформациям
3.1 . Условиями, при которых можно вести расчет труб по деформациям, являются:
Первое условие. Должны отсутствовать зоны пластического разрушения грунта в период строительства и эксплуатации трубы и насыпи:
а) в основании насыпи (глубокий сдвиг);
б) в зоне контакта насыпи и основания (плоский сдвиг), что обеспечивается при условии
где k 0 — коэффициент стабильности;
τпр — сопротивление грунта сдвигу;
τ — наибольшее касательное напряжение.
Второе условие. Должно быть выполнено требование о том, чтобы среднее давление от нормативных нагрузок под подошвой фундамента трубы σ не превышало нормативного сопротивления основания, т.е.
Примечани е. Предполагается, что проектом предусмотрена устойчивость откосов насыпи при проверке по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения, а для насыпей на косогорах, кроме того, устойчивость по фиксированным поверхностям сдвига.
3.2 . При расчете основания допускаются следующие упрощения:
а) распределение напряжений в толще основания можно принимать по теории однородного, изотропного, линейно-деформируемого полупространства; расчеты производят для условий плоской задачи;
б) деформации отдельных слоев неоднородного основания определяют по модулям деформации, установленным для каждого слоя, и давлениям, определяемым по п. 3.2, а.
3.3 . При наличии в основании водонасыщенных глинистых грунтов, заиленных мелких или пылеватых песков коэффициент стабильности определяют без учета упрочнения грунта от веса насыпи (п. 3.1 , а) по формуле
где γ — объемный вес насыпи, т/м 3 ;
— естественное (бытовое) напряжение в рассматриваемой точке основания, т/м 2 ;
n — число расчетных слоев грунта, расположенных выше данной точки;
γо i — объемный вес грунта i -ого слоя основания, т/м 3 ;
hi — мощность грунта i — o г o слоя основания, м;
— отношение глубины расположения данной точки основания z к полуширине основной площадки насыпи b ;
D 1 — расчетный коэффициент, характеризующий распределение наибольших касательных напряжений, определяемый по графикам (рис. 1) в зависимости от α1 и отношений 
(В — полуширина подошвы насыпи).
В случае , если коэффициент стабильности оказывается меньшим единицы, то принимают проектные решения, обеспечивающие k 0 ≥ 1 (замена грунта основания, уположение откосов насыпи, устройство берм и т.п.), либо трубу проектируют с учетом возможных подвижек окружающего грунта (применяют фундамент с наклонными сваями, объединяют плиту свайного ростверка и др.).
3.4 . При предварительных расчетах:
1 . Можно определить высоту Н и заложение m откосов насыпи, удовлетворяющих (при заданных φ и с) условию 
, при помощи графиков (рис. 2 ). При построении графиков объемный вес грунта насыпи принят равным 1,8 т/м 3 , объемный вес грунта основания — 1,0 т/м 3 ( c учетом взвешивающего действия грунтовой воды).
2 . Не производится проверка по п. 3.3 для однопутных насыпей при высоте меньшей, чем указано в табл. 1 .
ПРЕДИСЛОВИЕ
Методические указания по расчету оснований водопропускных труб по деформациям разработаны в соответствии с основными требованиями СНиП II -А.10-62, СНиП II -Б.1-62* СНиП II -Б.3-62, СНиП II -Д.7-62* и «Технических условий проектирования железнодорожных, автодорожных и городских постов и труб» (СН 200-62).
Внедрение методических указаний в практику проектирования и строительства имеет целью: улучшение качества водопропускных труб (в особенности строящихся в сложных инженерно-геологических условиях), снижение стоимости их строительства (главным образом, за счет сокращения числа свайных фундаментов), расширение сферы применения бесфундаментных металлических гофрированных труб.
Методические указания составил канд. техн. наук Р.Е. Подвальный на основании результатов исследований, проведенных СибЦНИИСом в 1965-1972гг. кандидатами техн. наук И.3. Лобановым, Р.Е. Подвальный, А.О. Потаповым, В.П. Матвеевым с учетом опыта строительства и эксплуатации водопропускных труб на железных дорогах Сибири.
Замечания и предложения по работе просим направлять по адресу: г. Новосибирск, 56, СибЦНИИС.
Директор СибЦНИИСа (Б. КОРЯКИН)
Руководитель отделения транспортных сооружений
I . ОБЩИЕ
1.1. Настоящие Методические указания распространяются на проектирование оснований водопропускных труб на железных и автомобильных дорогах, за исключением районов распространения вечномерзлых или проселочных грунтов.
1.2. Расчет по настоящим Методическим указаниям производят для ограничения деформаций труб пределами, гарантирующими беспрепятственный пропуск воды по трубе, а также сохранность земляного полотна в ее зоне.
1.3. Деформации водопропускных труб характеризуются:
относительной осадкой-стрелой прогиба, отнесенной к полной длине трубы;
разностью осадок двух рядом расположенных секций; возникновением обратного уклона лотка трубы; величиной раскрытия межсекционных швов.
1.4 . Расчет оснований труб проводят по условию
Где S — возможная деформация трубы;
S доп — предельно допустимая деформация.
1.5. Во всех случаях, когда рассматривается основание под насыпью (пп. 3.1-3.9), размеры поперечника насыпи принимают по сечению в месте расположения трубы.
При размещении труб в логах с крутыми склонами допускается принимать размеры поперечника насыпи средними для сечений на участке, равном двум высотам насыпи (по высоте в каждую сторону от оси трубы).
2. НАГРУЗКИ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ
2.1. Расчет по деформациям производят на нормативные нагрузки: постоянные — вес насыпи и элементов трубы, временные — от подвижного состава железных дорог или от подвижных вертикальных нагрузок автомобильных дорог.
2.2. В расчет вводятся нормативные характеристики, определяемые с учетом естественного напряженного состояния грунтов, а также возможного его изменения в процессе строительства и эксплуатации дорог.
2.3. Для грунтов оснований определяются следующие основные характеристики:
угол внутреннего трения φ, град.;
удельное сцепление с, кг/см 2 ;
модуль деформации Е, кг/ c м 2 ;
начальный коэффициент пористости εо;
влажность на границе раскатывания Wp , %;
влажность на границе текучести W т , % ;
2.4. Для предварительных расчетов допускается принимать значения удельного сцепления, углов внутреннего трения и модулей деформации по табл.13 СНиП II -Б. 1-62. На стадии рабочего проектирования эти данные можно примен ять после корректировки по материалам инженерных изысканий района строительства.
Для грунтов насыпи допускается принимать объемный вес g , равным 1,8 т/м 3 , и угол внутреннего трения — 30°.
2.5. Значения угла внутреннего трения и удельного сцепления глинистых грунтов верхнего слоя основания в пределах глубины промерзания принимают по данным лабораторных исследований с учетом его возможного обводнения, а также с учетом процесса промерзания-оттаивания (последнее — в случае отсыпки насыпи на промороженное основание).
2.6. Для предварительных расчетов допускается принимать объемный вес грунта основания равным 1,7т/м 3 , а при учета взвешивающего действия грунтовой воды равным 1,0 т/м 3 .
3. РАСЧЕТЫ
У словия применения расчета оснований труб по деформациям
3.1 . Условиями, при которых можно вести расчет труб по деформациям i являются:
Первое условие. Должны отсутствовать зоны пластического разрушения грунта в период строительства и эксплуатации трубы и насыпи:
а) в основании насыпи (глубокий сдвиг);
б) в зоне контакта насыпи и основания (плоский сдвиг), что обеспечивается при условии
где К0 — коэффициент стабильности;
τпр — сопротивление грунта сдвигу;
τ — наибольшее касательное напряжение.
Второе условие. Должно быть выполнено требование о том, чтобы среднее давление от нормативных нагрузок под подошвой фундамента трубы σ не превышало нормативного сопротивления основания, т.е.
Примечание . Предполагается, что проектом предусмотрена устойчивость откосов насыпи при проверке по кругло цилиндрическим поверхностям скольжения, а для насыпей на косогорах, кроме того, устойчивость по фиксированным поверхностям сдвига.
3.2 . При расчете основания допускаются следующие упрощения:
а) распределение напряжений в толще основания можно принимать по теории однородного, изотропного, линейно-деформируемого полупространства; расчеты производят для условий плоской задачи;
б) деформации отдельных слоев неоднородного основания определяют по модулям деформации, установленным для каждого слоя, и давлениям, определяемым по п.3.2,а.
3.3 . При наличии в основании глинистых водонасыщенных грунтов, заиленных мелких или пылеватых песков коэффициент стабильности определяют без учета упрочнения грунта от веса насыпи (п.3.1,а) по формуле
где γ — объемный вес насыпи, т/м 3 ;
— естественное (бытовое) напряжение в рассматриваемой точке основания, т/м 2 ;
n — число расчетных слоев грунта, расположенных выше данной точки;
γ 01 — объемный вес грунта i -ого слоя основания, т/м 3 ;
h 1 — мощность грунта i -ого слоя основания, м;
— отношение глубины расположения данной точки основания Z к полуширине основной площадки насыпи в;
D 1 — расчетной коэффициент, характеризующий распределение наибольших касательных напряжений, определяемый по графикам (рис.1) в зависимости от α1 и отношений 
( В — полуширина подошвы насыпи).
В случае, если коэффициент стабильности оказывается .меньшим единицы, то принимают проектные решения, обеспечивающие Ко≥1 (замена грунта основания, уположение откосов насыпи, устройство берм и т.п.), либо трубу проектируют с учетом возможных подвижек окружающего грунте (применяют фундамент с наклонными сваями, объединяют плиту свайного ростверка и др.).
3.4 . При предварительных расчетах:
1. можно определить высоту Н и заложение m откосов насыпи, удовлетворяющих (при заданных φ и с) условию K О min = 1 , при помощи графиков (рис.2). При построении графиков объемный вес грунта насыпи принят равным 1,8 т/м 3 , объемный вес грунта основания — 1,0 т/м 3 (с учетом взвешивающего действия грунтовой воды).
2. Не производится проверка по п.3.3 для однопутных насыпей при высоте меньшей, чем указано в табл.1.