8.8.2 Розрахунок основних параметрів ґрунтових перемичок

В якості баласту використовуються перемички із закріпленого ґрунту. Тоді необхідна вага перемички, в залежності від степеня заводненості траншеї, визначається за однією із формул.

Для випадків, коли висота води в траншеї (h_в):

- менша за зовнішній діаметр трубопроводу, тобто h_в < D_з

; (8.65)

- рівна зовнішньому діаметру трубопроводу, тобто h_в = D_з

; (8.66)

- більша за зовнішній діаметр трубопроводу, тобто h_в > D_з

(8.67)

де β – для скорочення запису позначили наступний вираз.

(8.68)

С – розрахункова довжина вигнутої дільниці трубопроводу;

у₀ – висота, відстань між поверхнею води та верхньою твірною труби, що визначається згідно графіка (рис. 8.13) в залежності від співвідношення навантаження q до q₁.

Якщо трубопровід володіє додатною плавучістю, тоді

; (8.69)

. (8.70)

Для трубопроводів, що мають від’ємну плавучість і на плаву утримуються за рахунок розвантажуючих понтонів

; (8.71)

. (8.72)

Рисунок 8.13 – Залежність у₀/D_з від q/q₁

Відстань між баластуючими перемичками визначається з виразу

, (8.73)

де V_в – об’єм тієї частини перемички, що знаходиться у воді.

Необхідний об’єм ґрунтової суміші на виготовлення однієї перемички, рівний

, (8.74)

де F₁, F₂ – площа поперечного перетину відповідно траншеї та трубопроводу;

l_n – довжина перемички.

З іншої сторони необхідний об’єм перемички можна визначити як

. (8.75)

Підставивши рівняння (8.75) в (8.74) отримаємо

. (8.76)

Звідси необхідна довжина перемички буде

. (8.77)

8.9. Баластування трубопроводів ґрунтом із використанням неткано синтетичних матеріалів

Несучу здатність (на одиницю довжини трубопроводу) ґрунту зворотної засипки, який використовується в якості баластування трубопроводу із використанням неткано синтетичних матеріалів (НСМ)|, q_{гр НСМ} визначається за формулою

, (8.78)

де n_гр - коефіцієнт надійності з навантаження (ґрунту), приймається рівним 1,2;

k_п - коефіцієнт надійності за призначенням, приймається рівним 1,2;

k_зн – знижуючий коефіцієнт;

γ_гр - питома вага ґрунту засипки в природному (незаводненому) стані;

γ_зв - питома вага ґрунту в зрівноваженому стані;

h_в - відстань від верху засипки до рівня води;

h₀ - відстань від верху засипки до осі трубопровода;

d - коефіцієнт, що характеризує призму випирання| ґрунту;

φ_гр- кут внутрішнього тертя ґрунту засипки;

c_гр- зчеплення ґрунту засипки.

При баластуванні трубопроводів з використанням мінеральних ґрунтів, що схильні до самоущільнення і не втрачають, при дії зовнішніх вантажень своїх міцнесних властивостей то їх баластуюча здатність може визначатися за формулі (8.78) з врахуванням знижуючого коефіцієнта, рівного 0,4-0,9. Тоді мінімальна глибина траншеї визначається розрахунком.

Коефіцієнт d у формулу (8.78), що характеризує призму випирання| ґрунту, в залежності від зовнішнього діаметра трубопровода слід приймати рівним:

- d = 1 - для трубопроводів 1020 мм ≤ D_з ≤ 1420 мм;

- d = D/1000(D- в мм) - для трубопроводів D_з < 1020 мм.

Питома вага ґрунту засипки в зрівноваженому стані визначається за формулою

, (8.79)

де γ_з - питома вага частинок ґрунту засипки;

k_нв - коефіцієнт надійності положення трубопроводу проти спливання;

ε - коефіцієнт пористості ґрунту засипки приймається згідно табл. 8.6, 2.9.

Баластування за допомогою мінерального ґрунту з використанням НСМ буде достатня у випадку, якщо несуча здатність розрахована за формулою (8.78) буде задовольняти наступну умову

. (8.80)

Контрольні питання

1 Що таке стійкість підземного трубопроводу і в яких площинах відбувається втрата стійкості ?

2 Якою величиною характеризується взаємодія підземного трубопроводу з ґрунтовим середовищем ?

3 Які величини відносяться до основних видів зміни початкового положення в ґрунтах із низькою несучою здатністю ?

4 Що тане додатна та від’ємна плавучість ?

5 В яких випадках, при розрахунку нормативної ваги баласту трубопроводу, враховується розрахункова вага продукту, що транспортується по трубопроводу ?

6 В яких випадках використовується баластування трубопроводу за допомогою одиночних привантажувачів ?

7 Опишіть розрахункову схему баластування трубопроводу груповим способом.

8 Які переваги та недоліки при груповому способі баластування трубопроводу ?

9 Опишіть розрахункову схему баластування трубопроводу груповим способом з використанням мінерального ґрунту.

10 Опишіть розрахункову схему баластування трубопроводу за допомогою мінерального ґрунту.

11 Якими параметрами характеризується несуча здатність полімерно-контейнерних баластуючи пристроїв ?

12 В яких випадках використовується баластування трубопроводу з використанням ґрунтової суміші ?

13 Для яких випадків розраховується необхідна вага ґрунтової перемички при баластуванні трубопроводу?