Фундаменти для щогл, веж і опор ЛЕП: типи, вибір за ґрунтом, закладні

Які фундаменти бувають під щогли, вежі й опори ЛЕП

Конструкція передає основі не лише вагу, а й горизонтальну силу та момент від вітру, ожеледі й натягу проводів. Саме момент здебільшого визначає розміри фундаменту: висока легка конструкція може потребувати міцнішої основи, ніж нижча й важча. Типи фундаментів різняться тим, як вони протидіють моменту:

Докладніше: опори освітлення, опори контактної мережі, опори ЛЕП, вежі зв’язку.

Як вибрати фундамент за ґрунтом і навантаженням

Вибір починається з навантажень (висота, площа обладнання чи проводів, вітровий і ожеледний райони за ДБН В.1.2-2:2006, тип опори) і ґрунту (шари, рівень води, промерзання, пучинистість, агресивність). Далі фундамент перевіряють за двома групами граничних станів (ДБН В.2.1-10): за несучою здатністю та за деформаціями; для веж важливий і допустимий крен, який задає виробник обладнання. Вітровий тиск W0 для обласних центрів — у статті Вітрові райони України, а про вибір висоти — у статті Висота щогли й вежі.

На анкерних, кутових і кінцевих опорах ЛЕП до вітрового навантаження додається різниця натягу проводів, тому їхні фундаменти, як правило, більші.

Закладні деталі й анкерні болти: з чого складається вузол

Закладна — це група анкерних болтів, яку кондуктори (шаблони) тримають у проєктному положенні, поки бетон набирає міцність. Фланець опори насаджують на болти й затягують гайками, тож отвори фланця мають збігатися з болтами без підгонки. Типорозміри — у статті про фундаментні закладні; закладні серій ФПО, ФПМ і ФКМ можна замовити окремо від опор. Для уявлення про розміри: закладна ФПМВ-810-1200 щогли ПМВ-20 (див. Прожекторні щогли) — 16 анкерів М36 завдовжки 1200 мм на колі діаметром 810 мм; вежі зв’язку 25–40 м — 12–20 болтів М36–М42 (див. Вежі зв’язку).

Що важливо у вузлі:

• верхній і нижній кондуктори фіксують відстань між анкерами та їхню вертикальність і не дають каркасу зрушитися під час бетонування;
• фланець спирають на вирівнювальні гайки чи вирівняну поверхню, зазор за потреби підливають безусадковим розчином;
• кабельна труба й виведення заземлення мають бути на місці до бетонування; різьбу до монтажу захищають від бризок бетону, а її захист від корозії над бетоном задає проєкт.

Допуски під час встановлення закладних

Допуски на положення анкерів задають проєкт фундаменту й креслення опори. Для фланця важливіше, щоб болти зберігали взаємне положення, ніж щоб група точно лягла на вісь: отвір у фланці лише трохи більший за болт. Тому закладну збирають і заливають із кондукторами. Кожен болт перевіряють, результат заносять у виконавчу схему, а відхилення виправляють до монтажу опори, не підганяючи фланець на місці.

Орієнтир — національна настанова ДСТУ-Н Б В.2.6-203:2015, таблиця приймального контролю бетонних конструкцій, рядок про розташування анкерних болтів:

Це загальні значення для бетонних конструкцій, а не норма для групи болтів під фланець: взаємне положення болтів обмежує зазор у отворі фланця, і його задає креслення. Настанова рекомендаційна й не замінює проєкт, а жорсткіший допуск із креслень є визначальним.

Інженерно-геологічні вишукування: що потрібно перед проєктуванням

Без вишукувань властивості ґрунту доводиться задавати орієнтовно, а це ризик перерахунку чи недостатньо міцної основи. Вишукування мають дати розріз зі слабкими прошарками, властивості ґрунтів за польовими й лабораторними випробуваннями, рівень ґрунтових вод (наявний і можливий найвищий), агресивність середовища щодо бетону й металу, глибину промерзання, пучинистість і сейсмічність.

Проєктувальникові крім звіту потрібні навантаження в основі: поздовжня сила, момент і поперечна сила; для веж нашого ряду поздовжню силу й момент наведено на сторінці Вежі зв’язку.

Приклад добору: вежа зв’язку 30 м на слабкому ґрунті

Умовний приклад. Для вежі 30 м у нашому каталозі є два виконання: з обладнанням 200 кг і моментом у основі 346 кН·м та з обладнанням 320 кг і моментом 1113 кН·м. Поздовжня сила відрізняється менш ніж удвічі (35 і 65 кН), а момент — понад утричі: саме він вирішує, який потрібен фундамент. На майданчику верхні метри — насипний і пластичний ґрунт, нижче щільний пісок, ґрунтові води залягають неглибоко. Міркуємо так:

• плита чи стовп на малій глибині відпадають: підошва лягла б у слабкий шар нижче рівня ґрунтових вод, а нерівномірне осідання дало б крен, недопустимий для антен;
• залишаються палі до щільного піску: одна паля великого діаметра під фланець або кущ паль із ростверком, у який заливають закладну (між осями паль, як правило, не менше трьох діаметрів палі); для меншого моменту розглядають одну палю, для більшого — глибшу палю або кущ паль;
• через неглибоке залягання ґрунтових вод ростверк гідроізолюють, а бетон застосовують підвищеної водонепроникності.

Контроль бетону та закладних до встановлення опори

Фундамент перевіряють до встановлення опори за тією самою настановою ДСТУ-Н Б В.2.6-203:2015:

• перед бетонуванням основу, арматуру й закладні вироби приймають як приховані роботи, а закладну розкріплюють так, щоб тиск суміші її не зсунув;
• суміш має відповідати класу міцності, морозостійкості й водонепроникності з проєкту; розріджувати суміш водою на об’єкті заборонено;
• бетон укладають горизонтальними шарами рівної товщини, а вібратор не спирають ні на арматуру, ні на закладні вироби;
• у спеку (понад 25 °C) догляд починають одразу після укладання: бетон тримають під вологим покриттям або з безперервним розпиленням води, а не поливають періодично, як правило, до набору приблизно 70 % від проєктної міцності;
• у мороз (середньодобова температура нижче 5 °C, мінімальна нижче 0 °C) потрібні зимові заходи; за температури, нижчої за мінус 10 °C, для густоармованих конструкцій, арматури діаметром понад 24 мм, жорстких профілів і металевих закладних частин метал відігрівають до додатної температури, а суміш біля нього вібрують довше (принаймні на 25 % проти літнього бетонування); міцність у мороз, як правило, контролюють за зразками, виготовленими біля місця укладання.

Монтаж опори починають, коли випробування зразків підтвердять проєктну міцність. Єдиного строку немає: проєктний вік бетону зазвичай 28 діб, а в холодну погоду бетон набирає міцність повільніше.