Конструкции и материалы
14.18. Емкостные сооружения надлежит проектировать, как правило, из сборно-монолитного железобетона. При обосновании допускается применение других материалов, обеспечивающих надлежащие эксплуатационные качества сооружений. Стены железобетонных цилиндрических емкостных сооружений диаметром более 9 м следует проектировать, как правило, предварительно обжатыми.
Для стволов водонапорных башен допускается применять сталь или местные несгораемые материалы, а для баков — сталь.
Для резервуаров применение стали не допускается, кроме районов, оговоренных в ТП 101-81*.
14.19. В емкостных сооружениях длиной до 50 м, располагаемых в неотапливаемых зданиях или на открытом воздухе, и длиной до 70 м, располагаемых в отапливаемых зданиях или полностью обвалованных грунтом, температурно-усадочные швы допускается не предусматривать при условии, если температура наружного воздуха наиболее холодных суток не ниже минус 40°С и температура воды в емкостном сооружении не превышает 40°С.
При этом в сооружениях длиной соответственно более 25 и 40 м следует предусматривать устройство одного-двух временных швов шириной 0,5—1 м, замоноличиваемых при положительной температуре в самое холодное время строительного периода; бетонирование днища между этими швами должно производиться непрерывно.
14.20. Герметичность ограждающих конструкций подземных частей зданий не должна допускать наличия увлажненных участков (без выделения капельной влаги) площадью более 20 % внутренней поверхности ограждающих конструкций.
Ограждающие конструкции емкостных сооружений должны обеспечивать требования, предъявляемые при гидравлических испытаниях этих сооружений.
Ограждающие конструкции резервуаров для питьевой воды, кроме того, должны полностью исключать возможность попадания в резервуар атмосферной и грунтовой воды, а также пыли.
14.21. Для закрытых емкостных сооружений необходимо проектировать утепление стен и покрытий в зависимости от климатических условий, температуры поступающей воды и технологического режима их работы.
Утепление следует предусматривать, как правило, обсыпкой грунтом, при этом толщина слоя грунта на покрытии должна быть не менее 0,5 м. Допускается применение утеплителей из искусственных материалов.
Следует предусматривать мероприятия, предохраняющие от промерзания грунт основания под днищами при опорожнении емкости в зимнее время, а также во время строительства.
14.22. В резервуарах, предназначенных для хранения питьевой воды, внутренние поверхности бетонных и железобетонных конструкций, соприкасающиеся с водой, должны отвечать требованиям не ниже категории АI по ГОСТ 13015—81.
14.23. При проектировании контактных осветлителей для подготовки воды на хозяйственно-питьевые нужды следует предусматривать остекленные перегородки высотой от пола площадок обслуживания не менее 2,5 м, отделяющие осветлители от коридора управления; при этом нижняя часть перегородки на высоту 1—1,2 м должна быть глухой.
Для днищ контактных осветлителей без поддерживающих слоев следует применять бетоны не ниже класса В25.
14.24. Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости для железобетонных конструкций емкостных сооружений и градирен должны удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 42.
Таблица 42
| Конструкции и условия | Требуемая марка бетона | ||||
| их эксплуатации | по морозостойкости при расчетной температуре наружного воздуха | по водо-непроницаемости | |||
| минус 5°С и выше | ниже минус 5°С до минус 20°С | ниже минус 20°С до минус 40°С | ниже минус 40°С | ||
| I. Емкостные сооружения | |||||
| 1. Конструкции, подвергающиеся чередующемуся замораживанию и оттаиванию при переменном уровне воды, с постоянным воздействием воздушной среды: а) тонкостенные конструкции типа лотков | F 150 | F 200 | F 300 | F 400 | При градиентах напора: до 30 – W4 от 30 до 50 – W6 свыше 50 – W8 |
| б) прочие конструкции открытых сооружений (облицовка откосов водоемов, водозаборных сооружений) | F 100 | F 150 | F 200 | F 300 | То же |
| 2. То же, при постоянном уровне воды (стены открытых емкостных сооружений) | F 75 | F 100 | F 150 | F 200 | “ |
| 3. Конструкции, заглубленные в грунт или обсыпанные грунтом и находящиеся в зоне сезонного промерзания (ограждающие конструкции емкостей и колодцев) | F 50 | F 75 | F 100 | F 150 | “ |
| 4. Конструкции, расположенные в отапливаемых помещениях (фильтры, осветлители, баки для реагентов), постоянно находящиеся под водой (водоприемники, днища емкостных сооружений) или заглубленные ниже глубины промерзания | ¾ | ¾ | F 50 | F 75 | “ |
| II. Градирни | |||||
| 5. Надземные конструкции (кроме вытяжных башен) и стены водосборных бассейнов при тепловой нагрузке в зимнее время на 1 м2 площади орошения 50 тыс. ккал/ч и более | F 100 | F 200 | F 300 | F 400 | W8 |
| 6. То же, при тепловой нагрузке менее 50 тыс. ккал/ч | F 200 | F 300 | F 400 | F 400 | W8 |
| 7. Вытяжные башни | F 300 | F 400 | Не применяются | W8 | |
| 8. Днища водосборных бассейнов при тепловой нагрузке на 1 м2 площади орошения 50 тыс. ккал/ч и более | F 50 | F 100 | F 150 | F 200 | W6 |
| 9. То же, при тепловой нагрузке менее 50 тыс. ккал/ч | F 100 | F 150 | F 200 | F 300 | Для температур до минус 40°С – W6; ниже минус 40°С – W8 |
Примечания: 1. Марки бетона по морозостойкости даны для сооружений II класса ответственности. Для сооружений I класса марки бетона по морозостойкости должны быть повышены на одну ступень, а для сооружений III класса понижены на одну ступень, но не ниже F 50.
2. При наличии агрессивной среды марки бетона по водонепроницаемости следует назначать с учетом требований СНиП 2.03.11-85.
3. На емкостные сооружения водоснабжения требования на бетон гидротехнический не распространяются.
4. Под градиентом напора понимается отношение величины гидростатического напора к толщине конструкции
14.25. Заделка трубопроводов в ограждающих конструкциях емкостных сооружений и подземных частей зданий должна обеспечить водонепроницаемость ограждающих конструкций.
При жесткой заделке труб следует учитывать возможность передачи усилий от них на ограждающие конструкции и принимать меры к исключению или уменьшению этих усилий; при применении сальников необходимо обеспечивать доступ к ним для осмотра и возобновления уплотняющей набивки.
Во всех случаях заделки трубопроводов необходимо предусматривать мероприятия, обеспечивающие сохранность сопряженного с ними оборудования и ограждающих конструкций от температурных и сейсмических воздействий, а также от разности осадок зданий или сооружений и наружных трубопроводов.
Примечание. Проход труб через днище допускается предусматривать при помощи стальных ребристых патрубков, жестко заделываемых в днище с обетонированием участка трубопровода под днищем.
14.26. Гидравлические испытания емкостных сооружений на прочность и водонепроницаемость согласно СНиП 3.05.04-85 должны производиться при положительной температуре поверхности наружных стен, при этом сооружения с антикоррозионным покрытием должны испытываться до нанесения покрытия.
Резервуары для питьевой воды должны дополнительно испытываться на герметичность всех ограждающих конструкций.
14.27. Высоту засыпки от верха покрытия колодцев до ее поверхности надлежит определять с учетом вертикальной планировки и принимать не менее 0,5 м.
Вокруг люков колодцев, размещаемых на застроенных территориях без дорожных покрытий, следует предусматривать отмостки шириной 0,5 м с уклоном от люков. На проезжей части с усовершенствованными покрытиями крышки люков должны быть на одном уровне с поверхностью проезжей части.
Крышки люков колодцев на водоводах, прокладываемых по незастроенной территории, должны быть выше поверхности земли не менее чем на 0,2 м.
Расчет конструкций
14.28. При расчете емкостных сооружений и подземных частей зданий нагрузки, воздействия и коэффициенты перегрузки должны приниматься согласно СНиП 2.01.07-85 и табл. 43, класс ответственности — по табл. 41.
14.29. Расчет емкостных сооружений должен производиться на нагрузки и воздействия с учетом коэффициентов перегрузки, указанных в табл. 43, на два сочетания нагрузок:
I — при гидравлических испытаниях, когда заглубленное в грунт сооружение залито водой с наиболее невыгодным посекционным заполнением. Для необсыпаемых сооружений это сочетание является эксплуатационным;
II — при эксплуатации, когда сооружение не заполнено водой и обсыпано грунтом. В этом случае необходима проверка на устойчивость против всплывания.
Таблица 43
| Нагрузки и воздействия | Коэффи-циент | Заглубленные в грунт или обвалованные сооружения | Емкостные сооружения | ||||||
| перегрузки | Емкостные сооружения | Подземные | внутри | ||||||
| закрытые | открытые | части зданий | зданий | ||||||
| сочетания нагрузок | |||||||||
| I | II | I | II | I | II | I | II | ||
| Постоянные | |||||||||
| Давление грунта обратной засыпки | 1,15 | – | + | – | + | – | + | – | – |
| Вес грунта обсыпки | 1,15 | – | + | – | – | – | – | – | – |
| Собственный вес конструкции | 1,1 (0,9) | + | + | + | + | – | + | + | + |
| Временные длительные | |||||||||
| Давление технологической жидкости | – | См. примеч. 2 | – | См. примеч. 2 | – | – | – | + | |
| Давление грунтовых вод | 1,1 | – | + | – | + | – | + | – | – |
| Температурные воздействия от технологической жидкости | 1,2 | – | + | – | + | – | – | – | + |
| Кратковременные | |||||||||
| Нагрузки на призме обрушения грунта обратной засыпки в основании обваловки пофактическим данным, но не менее 10 КПа (1000 кгс/м2) | 1,3 | – | + | – | + | – | + | – | – |
| Давление воды при гидравлическом испытании | + | – | + | – | – | – | + | – | |
| Нагрузка на покрытии и обваловке, включая временную нагрузку или вакуум, возникающий при опорожнении, а также снеговую, не более 2,5 КПа (250 кгс/м2) | 1,2 | – | + | – | – | – | – | – | – |
| Вакуум при опорожнении закрытых емкостей по фактическим данным, но не более 1 КПа (100 кгс/м2) | 1,1 | – | + | – | – | – | – | – | – |
Примечания: 1. Знак “плюс” означает наличие нагрузки или воздействия в данном сочетании.
2. Давление воды на ограждающие конструкции при гидравлических испытаниях учитывается как временная кратковременная нагрузка. Давление технологической жидкости на наружные стены в течение эксплуатации следует учитыватькаквременное длительное, при этом для сооружений, заглубленных в грунт, необходимо учитывать сочетание с одновременным давлением грунта обсыпки. Давление на внутренние стены многосекционных емкостных сооружений следует учитывать как временную кратковременную нагрузку, если при эксплуатации этих сооружений соседние секции будут опорожняться кратковременно.
3. Нормативная нагрузка на стены и днища емкостных сооружений от давления технологической жидкости (или воды при гидравлическом испытании) должна приниматься равной гидростатическому давлению жидкости при максимальном проектном уровне. Расчетная нагрузка должна приниматься равной гидростатическому давлению жидкости при уровне жидкости на 100 мм выше кромки переливного устройства, а при его отсутствии — до верха стен.
4. На температурные воздействия следует рассчитывать конструкции сооружений, заполненных жидкостью с температурой выше 50°С или при перепаде температур более 30°С.
5. Покрытия заглубленных или обвалованных емкостных сооружений надлежит рассчитывать на кратковременную нагрузку от строительных механизмов, перемещающихся по слою грунта толщиной не менее 0,3 м, без учета других временных нагрузок.
6. Расчет элементов покрытия на внецентренное растяжение при эксплуатации от давления технологической жидкости в емкости следует выполнять на максимально возможную нагрузку на покрытие и давление на стены от грунта с коэффициентом перегрузки 0,9 и углом внутреннего трения с коэффициентом 1,1.
7. Перегородки, не рассчитываемые на гидростатическое давление, должны быть проверены на ветровую нагрузку при опорожнении открытых или при строительстве закрытых емкостных сооружений.
14.30. Расчетные уровни грунтовых вод на площадках водопроводных сооружений должны устанавливаться согласно долгосрочному прогнозу с учетом максимального уровня воды в водотоке или водоеме в зависимости от принятого процента обеспеченности по табл. 11. Прочность и устойчивость зданий и сооружений, расположенных в поймах водотоков и водоемов, при строительстве следует проверять при расчетном уровне воды 10 % обеспеченности.
14.31. Расчет емкостных сооружений на устойчивость против всплывания допускается производить без учета временного повышения грунтовых вод в периоды паводка, если в проектах предусмотрены мероприятия, предотвращающие опорожнение сооружений в этот период, и контроль за уровнем грунтовых вод.
Коэффициент устойчивости против всплывания следует принимать равным 1,1.
14.32. Напряжения сжатия в бетоне стен цилиндрических емкостных сооружений от предварительного обжатия, после заполнения их водой при отсутствии обсыпки и с учетом всех потерь в напрягаемой арматуре, должны быть не менее: в нижней части, равной 1/3 высоты, — 0,8 МПа (8 кгс/см2), в верхней части — 0,5 МПа (5 кгс/см2).