
Zatížení zeminou
Reakce trub na zatížení zeminou
Diagramy výšek krytí
- kritéria pevnosti a deformace trubek jsou v souladu s ČSN EN 545,
- výpočet nezahrnuje vliv zvodnělé vrstvy.
Čtyři případy uložení
Případy se týkají ukládání potrubí nad hladinou podzemní vody, bez pažení ve výkopu.
V ostatních případech (pod překážkami, pažení atd.) se řiďte normou ČSN EN 545, francouzským předpisem "Fascicule 70" nebo se obraťte na společnost SAINT-GOBAIN PAM.
Případ 1 | Případ 2 | Případ 3 | Případ 4 | |
---|---|---|---|---|
- | DN ≤ 600 | DN 60 à 2000 |
DN ≤ 1 400 |
DN ≤ 600 |
DN > 1 400 |
DN > 600 | |||
Lože | Urovnané dno výkopu | Urovnané dno výkopu | Lože z vytříděného materiálu | Lože z vytříděného materiálu |
Zóna zásypu (2) – Třída zeminy* – Hutnění – Es (MPa) – 2 α (°) | 4 Bez hutnění < 3 30 | 3 Kontrolované hutnění q5t2 7 30 | 3 Kontrolované hutnění q5t1 10 90 | 1 Kontrolované hutnění q4t1 20 90 |
Výběr materiálů | Materiály používané pro zásyp (tříděné či ne), které jsou v přímém kontaktu s potrubím, nesmí obsahovat kameny ani korozivní prvky. |
* Viz tab.1.
Metoda "Fascicule 70"
Tato výpočtová metoda zahrnuje:
– 6 tříd zeminy, viz tab. 1,
– 3 stupně kvality hutnění, viz tab. 2 a (pokud lze aplikovat) viv:
• podzemních vod na vlastnosti zeminy,
• manipulace s pažením v závislosti na šířce výkopu,
• pohyblivé zatížení kolovým tlakem (Bc systém: pojezd dvou 30-tunových třínápravových vozů).
Třída zeminy | Stručný popis |
---|---|
1 | Písky a štěrky, čisté nebo slabě hlinité (zrna < 50 mm) |
2 | Písky a štěrky, mírně až středně hlinité |
3 | Křemičité a vápencové jíly. Sutě. Morény a přeměněné horniny, hrubozrnné naplaveniny s vysokým podílem jemných částic. |
4 | Naplaveniny, jemné písky, štěrokopísky, jíly, více čí méně tvárné slíny (Ip < 50) |
5 a (*) | Velmi tvárné jíly a slíny (Ip > 50). Organické látky, rozpustné nebo znečišťující. |
5 b (**) | Sedimenty: křída, pískovec, břidlice...Kompozitní horniny (vápencové a křemičité jíly, sutě, morény, přeměněné horniny, hrubozrnné naplaveniny s částicemi, které mohou přesahovat 250 mm. Čisté štěrky, skalnaté horniny s částicemi > 50 mm. |
(*) Tyto materiály nelze použít pro obsyp ani zásyp.
(**) Tyto materiály nelze použít pro obsyp, v některých případech mohou být použity na zásyp.
Bez hutnění | Kontrolované hutnění | Kontrolované a ověřené hutnění | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
Třída zeminy | Es | 2a | Es | 2a | Es | 2a |
MPa | ° | MPa | ° | MPa | ° | |
1 (+) | 0.7 | 60 | 2 | 90 | 5 | 120 |
2 (+) | 0.6 | 60 | 1.2 | 90 | 3 | 120 |
3 (+) | 0.5 | 60 | 1 | 90 | 2.5 | 120 |
4 (+) | <0.3 | 60 | 0.6 | 60 | 0.6 | 60 |
5b (++) | 0.7 | - | 2 | - | 5 | - |
(+) Pro zónu obsypu a zásypu.
(++) Pouze pro zónu zásypu.
Zatížení zeminou (chování potrubí)
Různé typy potrubí lze rozdělit do tří kategorií podle toho, jak se chovají vůči vnějším zatížením:
- trubky tuhé,
- trubky pružné,
- trubky polotuhé.
Trubky z tvárné litiny patří mezi polotuhé trubky. Odolnost na svislé zatížení a vertikální deformace jsou u těchto trubek v rovnováze, což je optimální pro jejich dlouhodobou provozní bezpečnost.
Systém trubka / zemina
Mechanické chování trubky uložené v zemi ze pochopit pouze na základě systému trubka / zemina: interakce trubek a okolního terénu závisí na jejich tuhosti nebo poddajnosti, což způsobuje odlišná omezení pro pokládku.
Potrubí mohou být rozdělena do tí kategorií podle toho, jak odolávají vnějšímu zatížení:
Trubky tuhé
- Příklady: Předpjatý beton, kamenina.
- Chování: Tuhé trubky dovolují jen malou ovalizaci před porušením. Tato deformace není dostatečně velká k tomu, aby se využilo bočního opření trubky o zásyp. Veškeré svislé zatížení zeminou nese trubka, čímž vznikají silná namahání ohybem ve stěně trubky..
- Kriteria pro návrh: Obvykle se používá maximální zatížení při porušení.
- Důsledky: Tuhé trubky koncentrují zatížení na horním a spodním vrcholu trubky. Reakce systému tuhá trubka / zemina je silně závislá na úhlu uložení (α), neboli na správné přípravě lože, zejména v případě zatížení od dopravy.
Pružné trubky
- Příklady: plasty, sklolaminát, ocel...
- Chování: Pružné trubky dovolují značnou deformaci ve svislém směru, aniž by došlo k jejich porušení. Svislé zatížení musí být vyrovnáno bočním opřením trubky o kvalitní obsyp.
- Kriteria pro návrh: Maximální přípustná ovalizace nebo maximální přípustné ohybové napětí a pevnost ve vzpěru.
- Důsledky: Stabilita systému pružná trubka / zemina je přímo závislá na chopnosti obsypu a zásypu vytvořit pasivní boční odpor, neboli na modulu pasivního odporu (reakce) zeminy E’, a tedy na kvalitě obsypu a jeho hutnění.
Polotuhé trubky
- Příklady: Tvárná litina.
- Chováí: Polotuhé trubky umožní ovalizaci, která je dostatečná k tomu, aby část svislého zatížení zeminou vyvolala boční opření o obsyp. V tomto případě působí společně pasivní opření o boční obsyp a vnitřní ohybové napětí ve stěně trubky. Odolnost vůči svislému zatížení je tudíž rozložena mezi vlastní pevnost trubky a pevnost okolního zásyp, přičemž podíl jednotlivých složek odpovídá poměru tuhosti trubky a zeminy..
- Kriteria pro návrh: Maximální přípustné napětí v ohybu (u malých průměrů) nebo maximální přípustná ovalizace (u velkých průměrů).
- Důsledky: Rozložením sil mezi trubku a zásyp zajišťuje soustava polotuhá trubka / zemina odolnost vůči změnám statického a dynamického namahání nebo změnám podmínek uložení v průběhu času.
