Технические решения фундаментов опор, расположенных в талых грунтах

10.2.1.1 Закрепление опор в грунте проектируется в зависимости от типа грунтов, классификация которых приведена в ГОСТ 25100-95. Определения грунтов даны в п. 3.

10.2.1.2 При проектировании закреплений опор ВЛ следует руководствоваться
СНиП 2.02.01-83* п.11.

Фундаменты опор должны быть заводского изготовления и поставляться комплектно с опорами ВЛ. Это требование должно быть указано как в строительной, так и в электротехнической части проекта со ссылками на соответствующие чертежи и спецификации.

На участках распространения талых грунтов практически всех видов (за исключением супеси пластичной при показатели текучести Il>0,6, супеси текучей, а также суглинков и глин мягкопластичной, текучепластичной и текучей консистенции), при условии, что слой сезонного промерзания сложен непучинистыми или слабопучинистыми грунтами. Закрепление железобетонных опор в грунте выполняется в пробуренные скважины диаметром 350, или диаметром 750 мм при установке опорной плиты. После установки опоры засыпка пазух котлована выполняется грунтом выемки (использование мёрзлого и переувлажнённого грунта не допустимо) с тщательной послойной трамбовкой слоями
по 0,2 - 0,3 м в соответствии с рисунком 10.2.1.1.

Рисунок 10.2.1.1 Без фундаментное закрепление железобетонных опор в грунте

 

Поскольку вертикальные вдавливающие нагрузки от опоры ВЛ невелики,
то основными расчётными условиями, определяющими закрепление её в грунте, являются моментные и выдёргивающие нагрузки. При недостаточности величины удерживающего момента в грунте по сравнению с действующим расчётным следует либо уменьшить расчётный пролёт (шаг) опор по трассе ВЛ, либо установить в качестве анкерующего устройства железобетонные плиты.

Кроме проверки соответствия расчётных и удерживающих моментов, обязательным расчётом является проверка удерживания стойки в грунте при морозном пучении грунта согласно СНиП 2.02.04-88 п. 4.40.

10.2.1.3 Если верхние слои геологического разреза представлены песками гравелистыми, крупными и средней крупности, рыхлыми, а также крупнообломочными грунтами – щебенистыми, дресвяными, галечниковыми, гравийными, то есть бурение скважины затруднено (стенки такой скважины будут осыпаться), то устройство закрепления нижнего конца опоры в грунте следует производить в открытом котловане, с естественным откосом стенок, который соответствует углу внутреннего трения грунта. Для монтажа крепления стойки использовать сборные железобетонные конструкции (рисунок 10.2.1.2), или металлические (рисунок 10.2.1.4) 2 подколонники, устанавливаемые на дно котлована (рисунок 10.2.1.2). При невозможности доставки башмаков колонн заводского изготовления, фундамент выполнить монолитным (класс бетона по прочности должен быть не ниже В25, марка бетона по морозостойкости и водонепроницаемости должны быть назначены в рабочей документации в зависимости от расчётной температуры наружного воздуха, но не ниже F150, W6), в соответствии с рисунком 10.2.1.3.

Обратную засыпку котлована следует предусматривать из непучинистых или слабопучинистых грунтов. Если это пески мелкие и пылеватые, то их степень водонасыщения должна быть менее 0,8; крупнообломочные грунты не должны иметь в своем составе заполнителя более 50%. Расчёт основания по деформациям и определение необходимых размеров подошвы фундамента следует вести по СНиП 2.02.01-83.

Рисунок 10.2.1.2. Установка железобетонных опор ВЛ в подколонники

 

 

 

Рисунок 10.2.1.3. Установка железобетонных опор ВЛ в монолитный подколонник

Рисунок 10.2.1.4. Установка железобетонных опор ВЛ в металлический подколонник

 

10.2.1.4 В случае, если верхний слой грунтов является пучинистым, а особенно сильно- и чрезмернопучинистым (суглинки и глины от мягкопластичных до текучих, водонасыщенные мелкие и пылеватые пески), а также в районах с глубоким сезонным промерзанием, когда сила морозного пучения грунта больше силы, удерживающей её в грунте, закрепление опор выполнять с применением железобетонных или металлических свай из труб (рисунок 10.2.1.5).

10.2.1.5 При креплении стойки опоры ВЛ над поверхностью земли с использованием железобетонной сваи сплошного квадратного сечения отметка верха сваи после срубки головы должна быть выше планировочной отметки на расчётную высоту 2 минимальное расстояние от поверхности земли до низа стойки, составляющее 200 мм, плюс длина, необходимая для конструкции крепления стойки.

Длина свай определяется по формуле:

Lсв = Lв + df + Lr,                                                              (1)

где Lв – высота сваи над поверхностью земли;

       df – расчётная величина слоя сезонного промерзания;

       Lr – длина сваи в грунте ниже границы промерзания

Необходимая длина заделки сваи определяется из условия обеспечения достаточности её несущей способности при расчёте на воздействие сил морозного пучения, а также на выдёргивающие нагрузки. Расчёт несущей способности таких свай выполнять
по СНиП 2.02.03-85 с учётом указаний пп. 12.7 и 12.8.

Рисунок 10.2.1.5. Применение свай в качестве фундамента.

 

10.2.1.6 Подбор поперечного сечения сваи выполнять по п.п. 3.5-3.8 и приложения 1
СНиП 2.02.03-85. Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости свай в зависимости от режима их эксплуатации и значений расчётных температур наружного воздуха в районе строительства следует назначать в рабочих чертежах для конкретного района строительства.

Использование труб большего диаметра – 377х9 мм, 426х9 мм или других позволяют устанавливать железобетонные опоры внутрь трубы (см. рисунок 10.2.1.6).

Рисунок 10.2.1.6 Закрепление железобетонных опор ниже уровня земли

внутрь металлической сваи

10.2.1.7 При применении металлических опор ВЛ в качестве фундаментов использовать металлические сваи из труб диаметром не менее 219х6 мм. Если несущая способность грунтов недостаточна необходимо увеличить диаметр свай или их длину
(см. рисунок 10.2.1.7).

Рисунок 10.2.1.7 Закрепление металлических опор ВЛ

 

10.2.1.8 Погружение как железобетонных, так и металлических свай в грунт осуществляется забивным способом с помощью дизель-молота. Если работы производятся в зимнее время при промёрзшем верхнем слое, то для погружения свай пробурить скважину на 5 см больше диаметра поперечного сечения свай, на толщину мёрзлого грунта, после чего сваи забиваются дизель-молотом. В плотные пески, супеси, суглинки и глины твёрдой консистенции сваи погружать бурозабивным способом, то есть забивкой в предварительно пробуренную лидерную скважину меньше на 5 см, чем сторона поперечного сечения сваи.

10.2.1.9 Несущая способность свай, работающих на сжимающую нагрузку определяется согласно СНиП 2.02.03-85 по формуле:

,       (2)

где γ _c – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый γ _c = 1;

R – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м²);

A – площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения сваи;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i – расчётное сопротивление i -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа (тс/м²);

h_i – толщина i -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

g _cR, g_cf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчётные сопротивления грунта.

10.2.1.10 Несущая способность свай, работающих на выдёргивающую нагрузку определяется согласно СНиП 2.02.03-85, по формуле:

,                  (3)

где u, γ _cf, h_i, f_i – то же, что в формуле (2) п 10.2.1.9;

γ_c – коэффициент условий работы; для опор ВЛ электропередачи принимается по указаниям раздела 12 СНиП 2.02.03-85.

10.2.1.11 В качестве свай рекомендуется использовать трубы с марками стали и толщиной стенки согласно таблицы 10.2.1

Таблица 10.2.1 Марки стали и толщина стенки труб

Марка стали (толщина, мм)	ГОСТ	Условие применения стали при расчетной температуре, °С
		Вторая группа конструкций**
		t ≥ -45	-45 > t ≥ -55
ВСт3пс6 (6 - 10)	ГОСТ 10705*	+	-
20	ГОСТ 8731	+	-
09Г2С	ГОСТ 8731	+	+
«+» - следует применять; «-» - не следует применять; * Группа В, таблица 1 ГОСТ 10705.    ** Согласно приложения В, СП 53-102-2004 опоры ВЛ относятся ко 2-ой группе конструкций

 

10.2.1.12 Фундаменты подкосов анкерных, анкерных угловых и промежуточных угловых опор, испытывающих сжимающие нагрузки, при установке их в сверлёные котлованы, выполняются из трубы с обязательно заглушенным нижним концом.

10.2.1.13 Фундаменты стоек анкерных, анкерных угловых и промежуточных угловых опор с подкосами, испытывающие вырывающие нагрузки, при их установке в сверлёные котлованы, выполняются из труб с обязательным приваренным стальным подпятником к нижнему концу фундамента.