Ведомственные строительные нормы ВСН 212-91 "Применение бетонов на природных пористых заполнителях для строительства транспортных тоннелей"

Срок введения в действие 1 сентября 1992 г.

1. Общие положения

1.1. Настоящие нормы регламентируют применение легких бетонов на природных пористых заполнителях при строительстве транспортных тоннелей (железнодорожных, автодорожных, пешеходных, а также тоннелей и подземных станций метрополитена). Нормы являются обязательными для всех проектных и строительных организаций, осуществляющих проектирование и строительство транспортных тоннелей с применением бетонов на природных пористых заполнителях.

1.2. Настоящие нормы являются дополнением к требованиям строительных норм и правил (СНиП), предъявляемым к проектированию и возведению транспортных тоннелей (главы СНиП II-44-78. "Тоннели железнодорожные и автодорожные. Нормы проектирования"; СНиП II-40-80. "Метрополитены. Нормы проектирования"; СНиП III-44-77. "Тоннели железнодорожные, автодорожные и гидротехнические. Метрополитены. Правила производства и приемки работ").

1.3. Для тоннельных конструкций транспортных сооружений следует применять конструкционные легкие бетоны плотной структуры на цементном вяжущем, пористом крупном заполнителе, а также на пористом или плотном мелком заполнителе или смеси пористого и плотного мелкого заполнителя.

1.4. Бетоны, приготовленные в соответствии с настоящим ВСН, могут применяться при строительстве транспортных тоннелей в виде монолитного бетона и железобетона, сборных бетонных и железобетонных конструкций и предварительно напряженных конструкций для сооружения временных и постоянных обделок тоннелей и штолен, изготовления блоков обделки, подрельсовых оснований, водоотводных лотков, порталов и конструкций подземных станций метрополитена (фундаментов, колонн, элементов перекрытия, станционных платформ).

1.5. Легкие бетоны на природных пористых заполнителях следует применять в следующих случаях:

при наличии пористого заполнителя как местного материала и возможности его использования вместо привозных или более дорогих плотных заполнителей;

при соответствии жесткости тоннельной обделки физико-механическим свойствам вмещающего массива для наилучшей их совместной работы;

при необходимости снижения собственной массы монолитной конструкции подземного сооружения или в случае сборной - укрупнения при той же массе ее монтажной единицы.

2. Требования к бетону тоннельных конструкций

2.1. Проектирование тоннельных конструкций из легких бетонов на природных пористых заполнителях осуществляется в соответствии с положениями и указаниями глав СНиП II-44-78 "Тоннели железнодорожные и автодорожные. Нормы проектирования", СНиП II-40-80 "Метрополитены. Нормы проектирования", СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования", СНиП 2.03.11-85 "Защита строительных конструкций от коррозии. Нормы проектирования", "Руководство по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из бетонов на пористых заполнителях" (1978 г.), РСТ АрмССР 1089-89 "Бетон на природных пористых заполнителях для строительства транспортных тоннелей", "Рекомендаций по применению бетонов на природных пористых заполнителях для строительства транспортных тоннелей" (1980 г.), "Рекомендаций по изготовлению конструкций и изделий из бетонов на природных пористых заполнителях" (1984 г.) и настоящих норм.

2.2. Бетоны на природных пористых заполнителях должны удовлетворять требованиям ГОСТ 25820-83.

2.3. В соответствии с требованиями СТ СЭВ 1406-78 и СНиП 2.03.01-84 за показатель прочности бетона на сжатие принимают класс бетона по прочности на сжатие.

2.4. Для конструкционных легких бетонов на природных пористых заполнителях, применяемых в тоннелестроении, установлены следующие классы бетона по прочности на сжатие: В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В27,5; В30.

2.5. Проектные классы легких бетонов на природных пористых заполнителях по прочности на сжатие для транспортных тоннелей должны применяться по табл. 1.

Таблица 1

N п/п	Вид конструкции	Класс бетона по прочности на сжатие
1	Блоки и тюбинги сборных обделок кругового очертания перегонных тоннелей метрополитенов закрытого способа работ	В20-В30
2	Блоки сборных обделок станционных тоннелей закрытого способа работ	В20-В30
3	Блоки стеновые сборных обделок перегонных и станционных комплексов открытого способа работ	В20-В30
4	Плиты и прогоны перекрытий сборных тоннельных обделок перегонных и станционных комплексов открытого способа работ	В22,5-В30
5	Колонны сборных тоннельных обделок открытого способа работ	В22,5-В30
6	Блоки (плиты лотковые) днищ и фундаменты стаканного типа под колонны для тоннельных обделок открытого способа работ	В20-В30
7	Блоки (ЦСО) сборных обделок перегонных и пешеходных тоннелей открытого способа работ	В20-В30
8	Панели-элементы внутренних конструкций подземных сооружений	В12,5-В22,5
9	Монолитные конструкции станционных тоннелей	В12,5-В22,5
10	Внутренние железобетонные конструкции монолитные	В12,5-В22,5
11	Бетонный слой верхнего строения пути	В10-В12,5
12	Бетонное основание пути, заполнение лотков, основание под полы	В7,5
Примечание. Соотношение между классами и марками бетона по прочности на сжатие - см. табл. 2.

Таблица 2

Соотношение между классами и марками бетона по прочности на сжатие

+-----------+-------------------------+---------------+-----------------+
| Класс |Средняя прочность бетона |Ближайшая марка| Отклонение |
| бетона |данного класса R, кгс/см2| бетона по | ближайшей марки |
| по | (МПа) | прочности |бетона от средней|
| прочности | | |прочности класса,|
| | | | - |
| | | | R - M |
| | | | ----- х 100% |
| | | | - |
| | | | R |
+-----------+-------------------------+---------------+-----------------+
|В7,5 |98,23 (9,64) | М100 | -1,8 |
| | | | |
|В10 |130,97 (12,85) | М150 | -14,5 |
| | | | |
|В12,5 |163,71 (16,07) | М150 | +8,4 |
| | | | |
|В15 |196,45 (19,28) | М200 | -1,8 |
| | | | |
|B20 |261,93 (25,71) | М250 | +4,5 |
| | | | |
|В25 |327,42 (32,13) | М350 | -6,9 |
| | | | |
|В30 |392,90 (38,56) | М400 | -1,8 |
+-----------+-------------------------+---------------+-----------------+

+-----------+-------------------------+---------------+-----------------+

Среднюю прочность бетона каждого класса определяют при нормативном коэффициенте вариации, равном V = 13,5% для конструкционных бетонов по формуле

,

где В - значение класса бетона, МПа; 0,0980665 - переходный коэффициент от МПа к .

2.6. Проектные марки бетонов на природных пористых заполнителях по водонепроницаемости в возрасте 28 суток принимаются по табл. 3.

Таблица 3

Давление воды на тоннельную конструкцию, кгс/см2, до	2	4	6	8	10	12
Марка бетона по водонепроницаемости, не ниже	W2	W4	W6	W8	W10	W12

2.7. Проектные марки бетона на пористых заполнителях по морозостойкости устанавливаются в зависимости от климатологических условий по табл. 4.

Таблица 4

Расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С	-5 и выше	От -5 до -20 (включительно)	От -20 до -40 (включительно)	Ниже -40
Марка бетона по морозостойкости	F100	F150	F200	F300

2.8. Распалубочная прочность бетона несущих конструкций обделок транспортных тоннелей должна соответствовать проектной прочности, а в крепких устойчивых грунтах быть не ниже 75% проектной прочности.

Более низкие значения распалубочной прочности бетона допускаются при наличии соответствующего обоснования и согласования с проектной организацией.

2.9. Основные расчетные характеристики при проектировании бетонных и железобетонных конструкций из бетонов на природных пористых заполнителях, а также дополнительные характеристики при проектировании предварительно-напряженных конструкций принимаются в соответствии со СНиП 2.03.01-84 (таблицы 5, 6, 7, 8, 9, 10).

2.10. Значения расчетных сопротивлений бетона для предельных состояний первой группы и в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие приведены в табл. 5.

2.11. Характеристики бетона и вводятся в расчет с коэффициентом условий работы бетона , который принимается по таблицам 6 и 7.

2.12. Значения нормативных и и расчетных и сопротивлений бетона для предельных состояний второй группы в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие приведены в табл. 8.

2.13. Нормативное сопротивление бетона растяжению по второй группе предельных состояний в случаях, когда:

прочность на растяжение не контролируется, принимается по табл. 8;

прочность бетона на растяжение контролируется на производстве, принимается равным его гарантированной прочности (классу) на осевое растяжение.

Таблица 5

+---------+--------+----------------------------------------------------+
|Расчетные| Вид | Значения R и R при классе бетона по прочности |
|сопротив-|мелкого | b bt |
| ления |заполни-| МПа |
| бетона | теля | на сжатие, ------- |
| для | | кгс/см2 |
|предель- | | |
| ных | +-----+-----+-----+----+-----+-----+-----+-----+-----+
|состояний| |В7,5 | В10 |В12,5|B15 | В20 |B22,5| B25 |В27,5| В30 |
| первой | | | | | | | | | | |
| группы | | | | | | | | | | |
+---------+--------+-----+-----+-----+----+-----+-----+-----+-----+-----+
|При |Плотный | 4,5 | 6,0 | 7,5 |8,5 |11,5 |13,0 |14,5 |15,7 |17,0 |
|осевом | или |-----|-----|-----|----|-----|-----|-----|-----|-----|
|сжатии R |пористый|45,9 |61,2 |76,5 |86,7|117,0|133,0|148,0|160,0|173,0|
| b| | | | | | | | | | |
+---------+--------+-----+-----+-----+----+-----+-----+-----+-----+-----+
|При |Плотный |0,48 |0,57 |0,66 |0,75|0,90 |0,97 |1,05 |1,12 |1,20 |
|осевом | |-----|-----|-----|----|-----|-----|-----|-----|-----|
|растяже- | |4,89 |5,81 |6,73 |7,65|9,18 |9,63 |10,7 |11,5 |12,2 |
|нии R +--------+-----+-----+-----+----+-----+-----+-----+-----+-----+
| bt |Пористый|0,48 |0,57 |0,66 |0,75|0,80 |0,85 |0,90 | 0,95|1,00 |
| | |-----|-----|-----|----|-----|-----|-----|-----|-----|
| | |4,89 |5,81 |6,73 |7,65|8,16 |8,65 |9,18 |9,69 |10,2 |
+---------+--------+-----+-----+-----+----+-----+-----+-----+-----+-----+

+---------+--------+----------------------------------------------------+

Таблица 6

+---------------------------------------------+-------------------------+
| Факторы, обуславливающие введение | Коэффициент условий |
| коэффициента условий работы бетона | работы бетона гамма |
| | bl |
| +------------+------------+
| | условное | величина |
| |обозначение | |
+---------------------------------------------+------------+------------+
|1. Многократно повторяющаяся нагрузка | гамма | По табл. 7 |
| | b1 | |
| | | |
|2. Длительность действия нагрузки: | | |
| а) при учете постоянных, длительных и | гамма | |
| кратковременнных# нагрузок: | b2 | |
| в условиях эксплуатации конструкций, | | 1,0 |
| благоприятных для нарастания прочности | | |
| бетона | | |
| в остальных случаях | | 0,90 |
| | | |
| б) при учете особых нагрузок | | 1,10 |
| | | |
|3. Бетонирование в вертикальном положении | гамма | 0,85 |
| (высота слоя бетонирования выше 1,5 м) | b3 | |
| | | |
|4. Попеременное замораживание и оттаивание: | | |
| в водонасыщенном состоянии при расчетной | | |
| зимней температуре наружного воздуха: | | |
| от - 40°С до -20°С | гамма | 0,90 |
| | b6 | |
| от - 20°С до - 5°С и выше | | 1,00 |
| | | |
|в условиях эпизодического водонасыщения при | | 1,00 |
|любой температуре | | |
| | | |
|5. Стадия предварительного обжатия: | | |
| с проволочной арматурой | гамма | 1,25 |
| | b8 | |
| со стержневой арматурой | | 1,35 |
| | | |
|6. Бетонные конструкции | гамма | 0,90 |
| | b9 | |
| |
|Примечания: 1. Коэффициенты гамма по позициям 1; 2; 4; 6 должны |
| bl |
|учитываться при определении R и R , по позициям, 3; 5 - при R . |
| b bt b |
|2. Коэффициенты гамма вводятся независимо друг от друга, но при этом |
| bi |
|их произведение должно быть не менее 0,45. |
+-----------------------------------------------------------------------+

+---------------------------------------------+-------------------------+

Таблица 7

+-----------------------+-----------------------------------------------+
| Состояние бетона | Коэффициент условий работы бетона при |
| по влажности | многократно повторяющейся нагрузке гамма |
| | bl |
| | при коэффициенте асимметрии цикла p равном |
| | b |
| +-------+-----+------+-----+------+------+------+
| | 0-0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 |
+-----------------------+-------+-----+------+-----+------+------+------+
|Естественной влажности | 0,60 |0,70 | 0,80 |0,85 | 0,90 | 0,95 | 1,00 |
|Водонасыщенный | 0,45 |0,55 | 0,65 |0,75 | 0,85 | 0,95 | 1,00 |
+-----------------------+-------+-----+------+-----+------+------+------+