Wyznaczając obciążenia kanałów, które wykonuje się metodami tunelowymi, konieczne czasami jest liczenie się z koniecznością redukcji obciążeń w stosunku do całkowitego ciężaru gruntu, który znajduje się powyżej budowli.

Projektując kanały miejskie metodami tunelowymi nie można stosować w sposób bezkrytyczny wzorów, które wyprowadza się dla tuneli o znacznych wymiarach przekroju poprzecznego. Najczęściej dotyczy to warunków gruntowych, które są odmienne od tych, które można spotkać podczas budowy kanałów ulicznych (program na uprawnienia budowlane).

W podręcznikach o budowie tuneli można spotkać wzory, które wyprowadzono dla gruntów skalistych (Kommerell i Ritter). Zdarzają się także wzory, które dotyczą budowy silosów dla materiałów sypkich (Protodiakonow) z ich empirycznym dostosowaniem do budowy tuneli. Czasami w różnych podręcznikach są podane te wzory oraz informacja, że dotyczą one również obliczania kanałów ulicznych. Należy jednak pamiętać o tym, że nie jest to prawda i może doprowadzić do błędnego wyznaczenia wymiarów budowli.

Wyznaczanie obciążeń kanałów

Podczas wyznaczania obciążeń kanałów, które wykonuje się metodami tunelowymi, konieczne jest to, aby pamiętać o kilku zasadach.

W praktyce jest tak, że prawie wszystkie wzory, które wykorzystuje się dla wyznaczenia redukcji obciążeń tuneli, można zastosować w przypadku znacznej wielkości nakrycia tunelu. Dotyczy to wzorów, które wyprowadził Protodiakonow czy Kommerell. Jednak należy pamiętać o tym, że grunt nad wyrobiskiem nie może być naruszony. Tego rodzaju warunki w budowie kanałów miejskich zachodzą niezmiernie rzadko (program na uprawnienia budowlane w wersji android). Może to mieć miejsce wtedy, gdy zagłębienie kanałów przekracza 10 m.

Jeżeli jednak nie można spełnić warunku, żeby grunt nad stropem tunelu był nienaruszony, to obciążenie pionowe sklepienia kanału przyjmuje się jako równe całej wielkości ciężaru gruntu nad kanałem bez żadnej redukcji. Dotyczy to sytuacji, kiedy warstwa gruntu ma niedużą grubość. Z kolei grunt może być naruszony w sytuacji, kiedy jest on gruntem sypkim. Dzięki badaniom Terzaghiego i Pecka, którzy badali wielkość nacisku gruntu na obudowę tuneli pod ulicami Detroit w gruntach spoistych plastycznych o różnym stopniu plastyczności, można wykazać, że nacisk ten jest zmienny.

Na początku naciski nie były zbyt duże. Był to okres, który wynosi od kilku dni do kilku miesięcy oraz zależy od stanu plastyczności iłów. Wówczas wielkość nacisku pionowego charakteryzowała się tym, że była większa niż wielkość nacisku poziomego. Dzięki pomiarom można było zauważyć, że obciążenie pionowe tunelu w tym okresie było mniejsze niż cały ciężar gruntu znajdującego się między tunelem a powierzchnią ulicy. W efekcie jednak obciążenia tunelu były coraz większe (egzamin ustny uprawnienia architektoniczne – pytania). Doprowadziło to do osiągnięcia takich wielkości, które odpowiadają całemu nadkładowi gruntu.

Obudowa stała kanałów

Dzięki powyższym obserwacjom możliwe jest wywnioskowanie, że obudowę stałą kanałów, które wykonuje się metodami tunelowymi, powinno się liczyć na pełne obciążenie nadkładem gruntu. Dotyczy to i gruntów sypkich, i gruntów spoistych. Dodatkowo nie należy liczyć się z tym, że nastąpi redukcja obciążeń pionowych czy poziomych. Zmniejszone obciążenie tunelu można liczyć wyłącznie w przypadku:

– wykonania tuneli na znacznej głębokości, czyli o takim zagłębieniu, żeby warstwa nienaruszonego gruntu nad tunelem była większa niż 10 szerokości tunelu,

– tunelowania w skale bądź gruntach spoistych w stanie zwartym.

W tego typu przypadkach istnieje możliwość, żeby posługiwać się jednym ze wzorów dla tuneli z uwzględnieniem zakresu redukcji obciążeń. Warto w szczególności pilnować to, żeby starannie zapełniać luzy, które znajdują się za obudową tunelu. Takie luzy najczęściej powstają podczas robót tunelowych. Luzy za obudową mogą doprowadzić do znacznego wzrostu obciążenia sklepienia kanałów. Dodatkowo mogą doprowadzić do zapadania gruntu aż do powierzchni ulicy. Dotyczy to w szczególności góry przekroju (egzamin na uprawnienia architektoniczne).