Рассмотрим решение задач в самом простейшем виде.
Расчётная схема воздействий давлений грунта на заглублённый трубопровод.
На трубу, заглубленную на глубине h1 от поверхности, будет действовать
вертикальное давление Р1=γoh1
Решить эту задачу в общем виде не сложно. Но нужно различать 3 принципиальных различных
способа прокладки трубопроводов.
Схемы различных условий прокладки трубопровода, влияющих на величину дополнительного
давления от веса грунта.
Способ а) – прокладка трубопроводов в узких траншеях. В этом случае при обратной
засыпке и неизбежной просадке насыпного грунта, вдоль стенок траншеи возникнут силы
трения направленные вверх и фактическое вертикальное давление грунта на трубу Р
< γh будет меньше природного давления на данной глубине.
Способ б) – прокладка трубопровода в насыпях. В этом случае при обратной засыпке
и неизбежной просадке насыпного грунта, на трубу возникнут силы трения направленные
вниз и фактическое вертикальное давление грунта на трубу Р > γh будет больше
природного давления на данной глубине, т.е. грунт насыпи будет догружать трубу.
Схема закрытой прокладки трубопровода и микротуннелирования.
Способ в) – закрытая проходка, которая может быть осуществлена в виде прокола или
микротуннелирования. В этом случае на трубу будет действовать вертикальное давление
грунта, передаваемое от свода обрушения или горное давление.
В современной практике проектирования проходки инженерных коммуникаций закрытым
способом, широко используются методы расчета с использованием численных решений,
например,
метода конечных элементов (МКЭ).
Пример построения расчётной схемы микротоннеля с воздействием на окружающую застройку
(использование МКЭ).
Такое решение позволяет прогнозировать развитие деформаций, как вдоль прокладываемого
трубопровода, так и за его пределами, что становится необходимым для рассмотрения
устойчивости существующих зданий, при использовании данной технологии, в сложных,
стеснённых условиях городской застройки (см. схему).