8.5 Групове баластування трубопроводу з використанням залізобетонних привантажувачів та мінерального ґрунту засипки

Досить ефективно є групове баластування трубопроводу де в якості баласту використовуються залізобетонні блоки типу УБО та мінеральний ґрунт, яким заповнюється простір між трубопроводом та внутрішньою поверхнею залізобетонних блоків (рис. 8.9).

1 – мінеральний ґрунт; 2 – привантажувач типу УБО.

Рисунок 8.9 – Схема баластування трубопроводу з використанням залізобетонних блоків типу УБО та мінерального ґрунту засипки

В даному випадку баластуюча здатність ґрунту визначається за формулою

(8.36)

де q_гр. – розрахункова здатність мінерального ґрунту;

п_гр – коефіцієнт надійності по навантаженню, приймається рівним п_г=0,8;

γ_зр – питома вага ґрунту в зрівноваженому стані визначається, як

; (8.37)

або

(8.38)

γ_ск – питома вага скелету ґрунту. На основі накопиченого досвіду приймаються: для глин, сугликів, супісків в середньому від 2,7·10⁴ до 2,8·10⁴ кН/м³, пісків – 2,65·10⁴ кН/м³, а для торф’яних ґрунтів від 0,6·10⁴ до 0,9·10⁴ кН/м³;

ε, п – відповідно коефіцієнт пористості та пористість, їхні значення беруться з табл. 8.6 або 2.9.

- питома вага води рівна =9,81·10³ кН/м³, для більш точного розрахунку величини γ_ск, п_гр і ε визначають експериментальним шляхом, відповідно до існуючих методик механіки ґрунтів.

F_гр – площа поперечного перетину призми насипного мінерального ґрунту визначається геометричним шляхом. Для орієнтовних розрахунків можна прийняти як площу квадрата з стороною “а”, величина якої залежить від розмірів траншеї під трубопровід.

Таким чином, величина розподіленого навантаження на привантажену частину трубопроводу визначається

. (8.39)

Таблиця 8.6 – Значення коефіцієнтів пористості та пористість для деяких типів ґрунтів

Тип ґрунту	Коефіцієнт пористості, ε	Пористість, п
Глини та суглики Пісок крупний та середньої крупності Дрібний пісок Торфи при різних степенях розкладання, %: до 10 11-24 25-40 більше 40	0,65-1,0 0,55-0,70 0,60-0,80 8,50-10,0 8,0-9,0 6,0-8,0 4,0-6,0	0,4-0,5 0,35-0,41 0,37-0,45 0,90-0,91 0,89-0,90 0,86-0,89 0,80-0,86

Подальший розрахунок проводиться згідно методики групового баластування трубопроводу залізобетонними привантажувачами.

8.6 Баластування трубопроводу за допомогою мінерального ґрунту

Одним із методів закріплення трубопроводу на слабонесучих грантах є баластування за допомогою мінерального ґрунту. В даному випадку проводиться заміна слабонесучого торф’яного ґрунту привізним мінеральним ґрунтом (в основному піском), який буде протидіяти всплиттю трубопроводу (рис.8.10).

Згідно розрахункової схеми рівняння стійкості трубопроводу при даному методі його закріплення запишеться у вигляді

(γ_сух – 1)·(h_н – h_s – D_mп) ·D_mп≥P_пл , (8.40)

де γ_сух – питома вага сухого піску;

h_н – проектна висота насипу;

D_mп – діаметр трубопроводу з врахуванням ізоляційного покриття, тобто D_mп = D_із;

h_s – просідання насипу, яке обчислюється за формулою

(8.41)

де В_н – ширина насипу по верху;

α_н – кут відкосів насипу після засипки траншеї (α_н = 40-45˚);

А – коефіцієнт, рівний 0,088 для болота ІІ типу і 0,193 для болота І типу;

Р_пл – додатна плавучість, яка визначається за формулою

Р_пл = q_в – q_mn. (8.42)

1 – початкова норма засипки; 2 – змінена форма засипки; 3 – лінія передачі тиску; 4 – трубопровід

Рисунок 8.10 – Розрахункова схема баластування трубопроводу за допомогою мінерального ґрунту