Содержание, карта.

Фундаменты опор лэп


Фундаменты под опоры ЛЭП — основная информация

Фундаменты под опоры ЛЭП являются важнейшими составляющими конструкции, на которую прилагается вся основная нагрузка. Монолитные фундаменты ЛЭП, которые чаще всего применяются на территории России, различаются по типам и конфигурациям. Благодаря высоким показателям прочности, долговечности и надежности, они способны обеспечить длительную и безопасную эксплуатацию всей конструкции.

Особенности выбора фундамента опор ЛЭП

Чтобы определиться с типом фундамента, следует в первую очередь изучить инженерно-геологические и гидравлические условия площадки, на которую будут установлены фундаменты под ЛЭП.

Для создания основания под линии электропередач, имеющих напряжение от 35 кВт до 500 кВт, установка которых будет проходить на грунте с малой несущей способностью, наиболее подходят фундаменты под опоры ЛЭП серии 3.407-115 т4. Они способны выдержать температурные нагрузки до -40°C и сейсмические колебания до девяти баллов.

Существует 6 основных видов фундаментов под анкерно-угловые опоры:

  1. Ф1-А;
  2. Ф2-А;
  3. Ф3-А;
  4. Ф4-А;
  5. Ф5-А;
  6. Ф6-А.

Выбор должен зависеть от размера плиты основания и опалубки. Ф1-А, Ф2-А представлены в виде вертикальной стойки, остальные – в виде наклонной, соосной опоры, имеющей наголовник и пояс.

В зависимости от типа грунта, предполагаемых нагрузок, технических характеристик фундамента под ЛЭП устанавливается допустимая глубина его залегания. В зависимости от требований заказчика и возможностей грунта, выбирается составной или монолитный фундамент.

Благодаря тому, что составной фундамент представлен в виде двух частей, становится возможным устанавливать его на большей глубине, что обеспечивает большее удержание нагрузки. Лишь определив характер опоры ЛЭП, вы сможете выбрать соответствующий фундамент.

Фундаменты опор ЛЭП

Для закрепления в грунте опор ЛЭП производства ГК ЭЛСИ применятся фундаменты из стальных труб или стальных винтовых свай. Крепление опор к фундаментам осуществляется с помощью фланцевого соединения или стальными скобами.

Наряду со свайными фундаментами разработаны и производятся поверхностные и приповерхностные фундаменты, позволяющие осуществлять закрепление опор в сложных грунтах: глыбово-щебенистых и скальных.

Опоры и фундаменты ЛЭП, поставляемые ГК ЭЛСИ, отвечают всем необходимым требованиям для применения в сложных климатических и грунтовых условиях и могут эксплуатироваться при экстремально низких температурах.

Для проектирования ЛЭП с использованием фундаментов опор ВЛ конструкции ГК ЭЛСИ проектным и строительно-монтажным организациям высылается альбом строительных конструкций -  ЭЛ-ТП.10-220.01.04 «Фундаменты опор из гнутого стального профиля для воздушных линий электропередачи 10, 35, 110 и 220 кВ», Том 4, содержащий информацию по проектированию различных фундаментных решений.

Фундаменты под опоры ВЛ 6-10 кВ

  • В «нормальных» грунтах для закрепления опор применяется фундамент из стальной трубы либо стальной винтовой сваи диаметром 219 или 325 мм. Фундамент опоры устанавливается в сверленый котлован, выполненный с помощью бурильной машины. Глубина котлована и диаметр трубы выбираются в зависимости от расчетных нагрузок на опору и физико-механических характеристик грунта. Толщина стенки труб свайных фундаментов выбирается исходя из воздействующего на трубу максимального расчетного опрокидывающего момента и марки стали, из которой изготовлена труба.
  • В болотистых грунтах строительство ВЛ выполняется в зимнее время, закрепление свайного фундамента из стальной трубы или стальной винтовой сваи осуществляется забиванием (либо вдавливанием) фундаментной трубы с открытым или конусным концом (либо, в случае винтовой сваи – ввинчиванием) с достижением подстилающих болото грунтов и заглублением в подстилающие грунты для обеспечения необходимой несущей способности фундамента опоры на опрокидывание.
  • В многолетнемерзлых грунтах закрепление опор достигается необходимым заглублением сваи из стальной трубы или стальной винтовой сваи, как правило, на глубину 5-9 метров. Закрепление в многолетнемерзлых грунтах рассчитывается как жесткое.

Фундаменты под опоры ВЛ 35-110 и 220 кВ

  • В «нормальных» грунтах фундаменты из стальных труб диаметром 530 или 720 мм или стальных винтовых свай устанавливаются в сверленый котлован, глубина которого определяется расчетным опрокидывающим моментом, действующим на фундамент опоры ВЛ на уровне поверхности грунта, и физико-механическими характеристиками (несущей способностью) грунта. Различные типы фундаментов рассчитаны на закрепление опор с несущим изгибающим моментом на 400, 480 и 600 кН-м.
  • В болотистых грунтах закрепление опор осуществляется так же, как и для опор ВЛ 6-10 кВ, но при этом для свай используются трубы большего диаметра - 530 или 720 мм.
  • В многолетнемерзлых грунтах  закрепление опор может осуществляться так же, как и для опор ВЛ 6-10 кВ, но на сваях из труб большего диаметра - 530 или 720 мм, либо на поверхностном фундаменте, представляющем собой выложенные на поверхности грунта железобетонные сваи, скрепленные между собой скобами. Установка опор на такие фундаменты производится при помощи специального переходного узла.

Фундаменты для закрепления опор ВЛ в твердых и скальных грунтах

Используются следующие виды специально разработанных фундаментов опор ВЛ:

  • Фундамент поверхностный предназначен для закрепления опор в относительно твердых грунтах, когда технически невозможно осуществить сверление котлована в грунте. Конструктивно каркас фундамента представляет собой раму из швеллеров, к которой крепится через специальный переходной узел опора. Поверхностный фундамент засыпается глыбово-щебенистым грунтом на высоту не менее 1,0-1,5 метра или придавливается по периметру соответствующим по весу пригрузом (например, бетонными блоками) с учетом несущей способности фундамента на опрокидывание.
  • Фундамент поверхностный заглубленный предназначен для закрепления опор в глыбово-щебенистых грунтах, когда возможно каким-либо способом (экскаватором, взрывным способом и т.д.) углубиться в грунт и сделать в нем необходимый котлован для установки фундамента. Фундамент опоры, представляющий собой рамочную конструкцию из швеллеров, заглубляется на 1,5 метра с последующей засыпкой вынутым грунтом.
  • Фундамент скальный предназначен для закрепления опор на скалах за счет скальной анкерной заделки, которая использует прочность скалы. Для этого в крепкую скалу с помощью мотоперфораторов анкеруются болты, прикрепляющие основание фундамента через бетонную подложку к скале.

Закрепление оттяжек опор

Закрепление оттяжек анкерных концевых и анкерных угловых опор выполняется при помощи следующих типов фундаментов:

ФО.1-00 – используется при закреплении опоры в сверленный котлован;

ФО.2-00 – используется при закреплении опоры на скалах.

Защита фундаментов опор ЛЭП от коррозии. Заземление опор

В зависимости от коррозионной агрессивности грунта предусматривается защита приземной части фундамента из стальной трубы от коррозии с использованием современных гидроизолирующих полимерно-битумных покрытий газопламенного нанесения или антикоррозионных грунт-эмалей. При этом нижняя часть фундамента, в которой коррозия отсутствует, выполняется неизолированной и служит в качестве естественного заземлителя опоры.

СООРУЖЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Фундаментом деревянных опор, устанавливаемых непосредственно в грунт, служит нижняя часть стойки или приставки (для деревянных опор), усиленная, если требуется, ригелями (рис. 2.1).

Стойки железобетонных опор с оттяжками, а также металлических опор башенного типа устанавливаются на фундаменты в виде железобетонных грибовидных подножников, свай, монолитных железобетонных конструкций.

Рис. 2.1. Схемы закрепления нижней части деревянной или железобетонной стойки опоры в грунте:

а - закрепление стоек промежуточных опор линий напряжением до 220 кВ и анкерно-угловых опор линий напряжением до 35 кВ; 6 - усиление закрепления опоры в грунте установкой верхнего ригеля; в - закрепление стойки опоры в котловане, разработанном экскаватором; г - закрепление стойки опоры при наличии грунтовых вод; д - закрепление стойки опоры в слабых (заторфованных) фунтах; 1 - стойка опоры; 2 - сухой грунт; 3 - ригели; 4 - банкетка; 3 - водонасыщенный грунт; в - уровень фунтовых вод; 7 - торфяной грунт

Глубина заложения фундамента зависит от плотности грунта, глубины его промерзания, воздействующих на фундамент нагрузок.

В настоящее время промежуточные свободностоящие одностоечные деревянные и железобетонные опоры линий напряжением до 220 кВ, а также анкерно-угловые опоры линий напряжением до 35 кВ со штыревыми изоляторами устанавливают непосредственно в грунт, т.е. без фундаментов. Котлованы для этих опор разрабатывают буровыми машинами с буровыми головками диаметром на 5... 10 см больше диаметра устанавливаемой стойки. Таким образом, стойку опоры (рис. 2.1, а) закрепляют в практически ненарушенном сухом грунте, обладающем значительно более высокими механическими характеристиками, чем нарушенный грунт засыпки. Чтобы усилить заделку, в верхней части котлована могут быть установлены дополнительно один (рис. 2.1, 6) или два ригеля. Ригель размещается в специально выполненной узкой щели и так же, как стойка, опирается на грунт с ненарушенной структурой.

При разработке котлованов экскаватором для усиления заделки опор ригели могут быть установлены также в нижней части котлована (рис. 2.1, в). Если под слоем сухого грунта находится водонасыщенный грунт, стойка обычно устанавливается выше уровня грунтовых вод и укрепляется насыпной банкеткой (рис. 2.1, г).

В слабых и заторфованных грунтах заделку одностоечных опор усиливают дополнительными короткими железобетонными приставками, установленными рядом со стойкой и соединенными с ней металлическими хомутами, а также поверхностными плитами, закрепленными на стойке U-образными стяжками. При большой толщине торфяного грунта (рис. 2.1, д) стойку заглубляют в подстилающий слой и укрепляют банкеткой.

Стойки деревянных опор сочленяются, как правило, с железобетонной приставкой, нижний конец которой погружается в грунт. Тип трапецеидальной железобетонной приставки подбирают таким образом, чтобы расчетное значение изгибающего момента, действующего на уровне земли, не превышало расчетного значения изгибающего момента, действующего перпендикулярно к оси линии (табл. 2.1).

Типовые железобетонные приставки к опорам воздушных линий электропередачи напряжением 0,38...10 кВ

Таблица 2.1

Тип приставки

Расчетный изгибающий момент, даН-м

Длина приставки, м

Размеры сечения, мм

Объем, м3

Масса,

кг

Номинальное напряжение линии, кВ

ПТ-1,2-3,25

1200

3,25

100x180x220

0,10

250

0,38

ПТ-1,7-3,25

1700

3,25

100x180x220

0,10

250

0,38

ПТ-1,7-4,25

1700

4,25

100x180x220

0,13

325

0,38

ПТ-2,2-4,25

2200

4,25

100x180x220

0,13

325

0,38; 10

ПТ-4,0-4.50

4000

4,50

120x220x265

0,21

510

0,38; 10

ПТ-4,2-6,0

4200

6,00

120x220x260

0,27

675

10

Примечания: 1. Обозначение типа приставки расшифровывается следующим образом: ГГГ - приставка трапецеидального сечения; первое после дефиса число указывает расчетный изгибающий момент в тонна- метрах, второе - длину приставки в метрах.

  • 2. Поперечное сечение приставки представляет собой трапецию (первые две цифры размеров сечения указывают длины сторон, третья - высоту).
  • 3. Приставки типов ПТ-1,2-3,25, ПТ-1,7-4,25 изготавливаются из ненапряженного железобетона, а приставки типов ПТ-1,7-3,25, ПТ-4,0-4,50, ПТ-4,2-6,0 могут выполняться как из ненапряженной, так и из предварительно напряженной стальной арматуры.

Следует отметить, что помимо расчетного изгибающего момента, действующего перпендикулярно к оси линии, в справочной литературе приводятся также значения расчетного изгибающего момента, направленного вдоль оси линии. Это значение составляет, например, 1400 даН-м для приставки П'Г-2,2-4,25 и 2400 даП • м для приставок ПТ-4,0-4,50 и ПТ-4,2-6,0.

Наиболее распространенным типом фундаментов иод металлические опоры являются сборные подножники грибовидной формы (рис. 2.2), устанавливаемые под опорные башмаки стволов. Подножники состоят из опорной плиты и стойки (вертикальной или наклонной) с анкерными болтами и покрыты гидроизоляцией из асфальтобитумного лака. В слабых грунтах подножники устанавливают с ригелями.

Рис. 2.2. Железобетонный грибовидный нодножник:

1 - анкерные болты; 2 - стойка; 3 - опорная плита

Фундаменты опор с оттяжками имеют вместо анкерных болтов один штырь, являющийся осью шарнирного крепления ствола опоры к подножнику.

Используются также свайные фундаменты, которые обладают меньшей массой, чем грибовидные, и позволяют исключить земляные работы, а также резко повысить уровень механизации работ при сооружении линии. Их применение особенно эффективно в слабых и водонасыщенных грунтах.

В верхней части свай имеются два анкерных болта, к которым крепят опорные башмаки стволов. При погружении свай в грунт к этим же болтам присоединяют рабочий орган вибро вдавливающего агрегата.

Разработана конструкция специальной сваи-стакана с конусным наконечником и плоскими закрылками, предназначенной для установки в нее сверху центрифугированной стойки диаметром до 0,6 м. Сваю погружают в грунт на такую глубину, чтобы ее верхняя часть выступала над поверхностью земли не более чем на 0,1 м. Используются также винтовые сваи с чугунным винтовым наконечником, с самораскрывающимися анкерами и комбинированные набивные сваи с направляющим стержнем.

При больших нагрузках применяют свайный куст, состоящий из нескольких свай и переходного элемента от оголовков свай к опорным башмакам опоры - ростверка. Ростверк обычно изготавливают в виде бетонной или металлической конструкции с отверстиями для болтов свай.

Для устройства фундаментов в сложных климатических и геологических условиях, в слабых грунтах и на болотах используют специальные поверхностные, мало- заглубленные и плавающие фундаменты. В монолитных скальных породах анкерные болты могут быть закреплены непосредственно в скале, служащей в данном случае фундаментом опоры. При этом желательно, чтобы фундаменты сразу после их монтажа позволяли без дополнительных усилий производить установку опор и монтаж проводов.

Отметим, что стоимость сооружения фундаментов достигает 20% стоимости всей воздушной линии.

Для уменьшения воздействующих на фундаменты нагрузок, а следовательно, снижения стоимости фундамента уменьшают длину пролета между опорами, высоту опор, применяют опоры с более широкой базой, разбивают один большой угол поворота трассы на несколько меньших и т.п.

Разработаны типовые технологические карты по устройству фундаментов (в том числе и свайных) под опоры воздушных линий электропередачи напряжением 35...750 кВ (K-I-20, K-I-21.K-I-22).

1.2.1. Фундаменты

Конструкция фундаментов выбирается в соответствии с типом опоры, действующей на фундамент нагрузкой, а также характеристикой грунта, в который будет заделан фундамент.

В качестве фундаментов опор применяются монолитный бетон, сборный железобетон, сваи и в некоторых случаях – металлические фундаменты. У железобетонных опор, нижний конец стойки которых заделывается в грунт, фундаментом служит низ стойки, иногда усиленный ригелями.

Деревянные опоры всех типов устанавливаются без фундаментов.

Для стальных и некоторых видов железобетонных опор на оттяжках наибольшее распространение получили железобетонные сборные фундаменты, устанавливаемые в котлованы. При изготовлении на заводе фундаменты поступают на линию или в виде готовых к установке конструкций (подножников, свай, плит, ригелей, ростверков), или в виде отдельных деталей (рис. 1.1).

Широкое применение железобетонных подножников заводского изготовления возможно в грунтах почти всех категорий, что резко снижает трудоемкость устройства фундаментов, а также объемы земляных работ, расход бетона и в конечном счете стоимость сооружения. Применение железобетонных подножников заводского изготовления позволяет выполнять сооружение фундаментов под опоры ВЛ практически в любое время года.

Рис. 1.1. Детали сборных железобетонных фундаментов опор ВЛ: а – прямой подножник; б – наклонный подножник; в – пригрузочная плита; г – ригель; д – свая; е – ростверк; ж – анкерная плита для крепления оттяжек

С целью ограничения числа типов железобетонных подножников и свай, предназначенных для массового изготовления на заводе, они унифицированы. Шифровка фундаментов основной номенклатуры определяется буквой Ф – фундамент и цифрой, которая указывает типоразмер фундамента. Специальные фундаменты имеют после первой буквы в шифре дополнительную букву С, укороченные – К, повышенные – П. После цифры, обозначающей типоразмер фундамента, через дефис проставляется буква или цифра, указывающая на его применение:

А – под анкерно-угловые опоры; О – под стойки опор с оттяжками; 2 – под опоры с башмаками, имеющими два отверстия; 4 – под опоры с опорными башмаками, имеющими четыре отверстия. В случае установки на фундаментах неосновных вариантов наголовников (с болтами диаметром 48 мм или болтами длиной 350 мм) после буквы А основного шифра через дефис проставляются цифры соответственно 48 или 350.

Примеры шифровки:

Ф4-А – фундамент 4-го типоразмера под анкерно-угловую опору;

ФС 2–4 – фундамент специальный 2-го типоразмера под опору с башмаками, имеющими четыре отверстия, т. е. фундамент с четырьмя болтами;

ФК 1–0 – фундамент укороченный 1-го типоразмера под стойку опоры на оттяжках.

Для шифровки фундаментов дополнительной номенклатуры к шифру основного фундамента добавляют букву:

в шифре вариантов фундаментов с модернизированным оголовком после буквы А добавляется буква М – модернизированный, например Ф3-АМ, Ф5-АМ;

в шифре вариантов фундаментов со сварным или болтовым соединением стойки с нижней частью после букв ФП и ФС добавляется буква С, обозначающая сварной, или буква Б – болтовой вариант.

Например, ФПС5-А – вариант повышенного фундамента ФП5-А со сварным соединением стойки и нижней части; ФСБ2-4 – вариант специального фундамента ФС-4 с болтовым соединением стойки и нижней части.

Для изготовления железобетонных фундаментов применяется бетон марок 200, 300 и 400 (по прочности на сжатие), приготовленный на портландцементе. При наличии на трассе агрессивных к бетону грунтовых вод для приготовления бетона применяется цемент, стойкий к конкретному виду агрессии.

Для армирования железобетонных фундаментов применяется арматура из горячекатаной углеродистой или низколегированной стали. Для линий электропередачи, строящихся в районах с расчетной наружной температурой воздуха до —30 °C, разрешается применять арматуру из кипящих сталей; для линий, строящихся в районах с расчетной температурой воздуха от —30 до —40 °C, разрешается применение арматуры из полуспокойной стали, а для районов с температурой ниже —40 °C – только из стали спокойной плавки.

Для промежуточных и анкерно-угловых стальных опор основным конструктивным элементом фундаментов принят подножник грибовидной формы, а для анкерно-угловых опор и опор с оттяжками применяются подножники с наклонными стойками, ось которых является продолжением пояса опоры и оси оттяжки. Это резко снижает горизонтальные нагрузки на фундамент. Для крепления оттяжек вантовых опор применяются также составные фундаменты с навесными плитами прямоугольного сечения. Эти фундаменты получаются сочетанием грибообразного подножника и навесных плит.

Выбор типов фундаментов производится на основании установочных чертежей, разработанных для каждого типа опоры. На установочных чертежах приводятся: план расположения фундаментов; привязка ригелей, пригрузочных плит; район по гололеду и скоростной напор ветра, а для анкерно-угловых опор – угол поворота на линии. На чертежах фундаментов указывается степень уплотнения грунта засыпки.

Под анкерно-угловые опоры разработано семь типов фундаментов: Ф1-А; Ф2-А; Ф3-А; Ф4-А; Ф5-А; Ф6-А и ФС. Под промежуточные и промежуточно-угловые опоры разработаны шесть типов фундаментов: Ф1; Ф2; Ф3; Ф4; Ф5; Ф6 и фундамент типа ФС.

При прохождении трассы ВЛ в районах рек, болот, по косогорам применяются повышенные составные подножники типа ФП со сварным – С или болтовым – Б соединениями стойки с нижней частью. Основные типы, характеристики сборных железобетонных фундаментов и подножников для ВЛ 35—500 кВ приведены в табл. 1.18—1.21.

Таблица 1.18

Фундаменты под промежуточные опоры ВЛ 35—500 кВ

Таблица 1.19

Фундаменты под анкерно-угловые опоры ВЛ 35—500 кВ

Таблица 1.20

Фундаменты малозаглубленные высотой 0,7 м

Таблица 1.21

Подножники

Следующая глава


Смотрите также