Obciążenia pionowe najczęściej równomiernie rozkładają się na całej szerokości zewnętrznej sklepienia tunelu (program egzamin uprawnienia 2021). Jego kształt nie ma najmniejszego znaczenia. Błąd, który się wówczas popełnia nie jest znaczący. Znajduje się on w granicach dokładności obliczeń.
Parcie poziome na ściany boczne tuneli zwiększa się im bardziej rośnie głębokość od powierzchni terenu. Rozkład parć bocznych odpowiada kształtowi trapezu. Kształt prostokąta jest w przypadku tuneli oraz budowli podziemnych, które są położone na większej głębokości. Dotyczy to grubości warstwy gruntu nad tunelem, które przekracza pięciokrotnie wysokość budowli. Prostokątny rozkład parć bocznych oznacza tyle, że parcie poziome jest jednakowe na całej wysokości. Jest to parcie, które należy wyznaczać w średniej wielkości ph, czyli w wielkości, która odpowiada zagłębieniu środka budowli.
Obciążenie spągu tunelu można wyznaczyć także jako równomiernie rozłożone na całej szerokości budowli. Jego wielkość odpowiada obciążeniu stropu tunelu powiększonemu o ciężar obudowy oraz o obciążenie użytkowe w budowli.
Parcie hydrostatyczne wody
Parcie hydrostatyczne wody
Większa część budowli podziemnych znajduje się powyżej zwierciadła wody gruntowej w całości bądź co najmniej w dolnej części. Od sposobu rozwiązania stałego odwodnienia i izolacji tunelu zależy to, czy parcie wody gruntowej należy przyjąć za podstawę obliczeń statycznych obudowy.
W przypadku tuneli drogowych odwadnia się je w ten sposób, że w ścianie obudowy robi się otwory służące jako sączki. Wodę, która znajduje się na zewnątrz obudowy tunelu, zbiera się przez warstwę z tłucznia. Następnie odprowadza się ją do wnętrza tunelu przez sączki. Później odpływa ona kanałem zbiorczym wzdłuż tunelu, aż do jego wylotów.
W takiej sytuacji parcie hydrostatyczne nie obciąża konstrukcji tunelu. Jako podstawę do obliczeń statycznych należy przyjąć wyłącznie parcie górotworu. Rozwiązanie to jest możliwe do zastosowania wyłącznie wtedy, kiedy w grę wchodzą niewielkie ilości wód gruntowych. Dodatkowo nie trzeba jej pompować do odbiornika, które znajduje się wyżej (program z aktami na uprawnienia budowlane). Takie warunki zdarzają się zwykle przy tunelach komunikacyjnych górskich. Tunele komunikacyjne miejskie, a szczególnie tunele kolei podziemnych, zagłębione poniżej poziomu wody gruntowej, wykonuje się zwykle jako budowle o ścianach wodoszczelnych.
Szczelność
Szczelność można osiągnąć dzięki doborowi odpowiedniego materiału obudowy. Jest to możliwe poprzez zastosowanie tubingów żeliwnych bądź żelbetowych, a następnie uszczelnienie spoin pomiędzy różnymi elementami. Szczelność udaje się osiągnąć także dzięki wykorzystaniu izolacji wodoszczelnej.
W tych obu przypadkach należy przyjąć, że parcie hydrostatyczne wody gruntowej jest podstawą do obliczeń statycznych obudowy. Dotyczy to także parcia górotworu (informacje na temat egzamin na uprawnienia budowlane).
Ciśnienie hydrostatyczne
Wysokość ciśnienia hydrostatycznego mierzy się od poziomu zwierciadła wody gruntowej. Jest to zawsze najwyższy poziom wody gruntowej, który udało się stwierdzić podczas studiów hydrogeologicznych.
O ciśnieniu hydrostatycznym na obudowę decyduje najwyższy poziom hydrostatyczny, Dotyczy to takich sytuacji, kiedy w miejscu budowy tunelu istnieje kilka poziomów hydrostatycznych, a warstwy wodonośne są od siebie oddzielone pokładami utworów nieprzepuszczalnych.
W trakcie wykonywania robót nie da się uniknąć mimowolnego połączenia warstw gruntów, które charakteryzują się różnymi poziomami hydrostatycznymi. Dotyczy to połączeń poprzez otwory wiertnicze bądź przez spękania czy rysy, które powstają w górotworze na skutek robót odspajających. Zasada łączenia się z najwyższym istniejącym poziomem hydrostatycznym jest ważna zwłaszcza w sytuacji, kiedy roboty tunelowe są prowadzone z wykorzystaniem sprężonego powietrza. Ciśnienie robocze sprężonego powietrza zawsze powinno się ustalać z uwzględnieniem największego możliwego zapasu.
