Эффективный свайный фундамент как опора ЛЭП

Эксплуатация линий электропередач требует от опор этих конструкций высокой степени прочности, обеспечивающей безаварийную передачу энергии между объектами. Для возведения воздушных ЛЭП фундамент чаще всего применяют свайный, который не боится сезонных деформаций грунта и его нестабильности.

Фундаменты ЛЭП на заводских опорах

Заводские опоры в качестве основания ЛЭП используются на грунте без больших сложностей. Готовые изделия представляют собой грибовидные железобетонные конструкции, устанавливаемые на дно сформированного котлована. При расчете массы готовой опоры исходят из предельной выдергивающей нагрузки, приходящейся на мачту во время сильных порывов ветра и прочего воздействия факторов внешней среды.

Монтировать ЖБИ необходимо с привлечением специальной строительной техники – опоры устанавливаются маневренным краном и корректируются ковшом экскаватора.

Свайное основание линий электропередач

Чтобы обеспечить прочность установкам ЛЭП, под них устраивают свайно-ростверковый фундамент, причем материалом изготовления ростверка служит высококлассная сталь. Такие опоры возводят на всех типах грунтов, исключение составляют лишь скальные типы.

Свайному фундаменту свойственны следующие преимущества:

• нет нужды привлекать сложную спецтехнику для выемки грунта;
• свайная опора не боится сейсмических колебаний и морозных деформаций почвы;
• строительство можно планировать на любой сезон года;
• ЛЭП можно устанавливать на опору непосредственно после ее погружения в грунт.

При устройстве фундамента под линии электропередач важно грамотно просчитать выдергивающую нагрузку на гладкие заводские сваи.

Чтобы повысить способность свайных изделий воспринимать выдергивающие усилия грунта, увеличивают число витков на заводских конструкциях, повышают диаметр лопастей. Экономия на транспортных издержках при доставке материалов на место строительства позволяет разумно расходовать бюджет возведения опор под ЛЭП на малоосвоенных землях.

Преимущества свайного фундамента для опор ЛЭП

Опоры для линий передачи энергии могут устанавливаться на сваях или конструкциях из стальных труб. Несмотря на массивные габариты самой мачты, ее основание может иметь весьма скромные размеры. Инженер должен точно просчитать такие важные технические вопросы строительства, как:

• заглубление свай;
• требуемый диаметр изделий;
• число опорных элементов и др.

Винтовые сваи использовать в фундаментном строительстве ЛЭП намного выгоднее по целому ряду причин:

• оперативность возведения опоры – монтаж свай не отнимает много времени, после их заглубления сразу можно переходить к установке мачтовой конструкции;
• отсутствие в технологическом процессе трудоемких грунтовых операций делает строительство фундамента проще и дешевле;
• возможность монтажа свай даже в замерзший грунт, что значительно расширяет сезонность выполнения работ;
• устройство свайного фундамента можно использовать на почвах с близким залеганием грунтовых вод, поэтому ЛЭП прокладываются даже по болотам;
• по сравнению с грибовидными опорами из железобетона компактные сваи не требуют большого пространства стройплощадки, что позволяет производить работы в весьма стесненных условиях;
• ключевое преимущество применения винтовых свай – возможность их демонтажа и повторного использования. Благодаря этой характеристике опора ЛЭП может легко переноситься на любое расстояние, причем затраты на данную операцию – минимальные.

Монтаж свайных элементов при формировании опоры

ЛЭП на свайном фундаменте способны выдерживать любые атмосферные воздействия, срок эксплуатации готовых конструкций исчисляется десятилетиями. Выгодным плюсом свайно-винтового основания является и возможность его многократного применения.

Каждая свая обладает двумя разными диаметрами – диаметр ствола изделия всегда отличается от диаметра самой лопасти. На эту информацию и на значение длины винтовых изделий специалист обращает внимание всегда. Существует закономерность – более высокая устойчивость опоры достигается погружением в грунт свай с большим диаметром. Но использовать изделия с самыми высокими параметрами тоже нецелесообразно, для выбора оптимального варианта требуется грамотный технический расчет внешней нагрузки мачты на грунт и силы внутреннего (почвенного) выдавливания ЛЭП.

Зачастую строительство свайного фундамента под технологические объекты мало отличается от того же процесса, выполняемого для возведения жилого дома. Последовательность операций практически не отличается, единственное отличие – крепление мачты к сваям на болты и гайки. При выборе крепежей предпочтение отдают элементам, выполненным из высокопрочного материала. Чем надежнее гайки с болтами, тем более высокую нагрузку способны воспринимать конструкция ЛЭП и ее основание.

Нюансы строительства

Чтобы опора ЛЭП выдерживала выдергивающую и горизонтальную силу давления, она должна устанавливаться на свайное поле из 3-4 элементов. Такая группировка винтовых свай позволяет добиться надежности и необходимой устойчивости конструкции.

Если габариты мачты достаточно внушительны, свайные элементы объединяют стальным ростверком. При этом число свай может быть увеличено в 1,5 раза. При креплении мачты на винтовые элементы используют большое число болтов, которые часто укрепляются сваркой.

Если сравнивать свайно-винтовые опоры с грибовидными заводскими конструкциями из железобетона, последние уступают в прочности и надежности. Кроме того, массивные ЖБИ требуют больших транспортных издержек – доставка элементов возможна лишь спецтехникой, которая не всегда может подъехать к стройплощадке. При прокладке ЛЭП на малоосвоенных территориях не везде есть подъездные пути, что затрудняет использование железобетонных изделий в процессе работы.

Экономия не только финансовая присуща свайному фундаменту, ввинчивание заводских изделий не требует привлечения большого числа рабочих – специальное оборудование быстро изготавливает выемки для погружения винтовых свай.

В заводских условиях сваи покрываются специальными составами, предотвращающими преждевременную коррозию. Иногда специалисты рекомендуют армировать свайный фундамент под ЛЭП. Тогда возведенная конструкция прослужит не один десяток лет, без дополнительных вложений на обслуживание и ремонт.

Как выбрать сваи на опоры ЛЭП

Правильно выбрать винтовые сваи для фундамента линий электропередач можно, полагаясь на следующие условия:

• боковая нагрузка на конструкцию требует взвешенного расчета;
• обязательно должны быть учтены особенности почвы (структура, глубина залегания водоносных жил и прочие характеристики).

Чтобы мачтовая конструкция прочно крепилась на фундаменте, рекомендуется использовать сваи, диаметр ствола которых составляет 219-325 мм. В строительстве опоры применяют сваи нескольких типов:

• изделия, имеющие сварной наконечник – область использования ограничена песчаным, глинистым грунтом, супесями и суглинками;
• сваи, оснащенные литым наконечником – основное сырье при возведении опоры на супесчаной почве;
• изделия, литой наконечник которых изготовлен по типу «шип-шуруп». Такие элементы незаменимы при строительстве на сложных почвах – торфяниках, илистых или болотистых грунтах, каменистых пластах.

Выбор того или иного типа свай определяется еще на стадии проектирования опор.

Классификация фундаментов опор ЛЭП и их маркировка

Поры высоковольтных линий могут устраиваться на 4-6 сваях, объединенных ростверком из металла. При этом используемые сваи могут быть вибрированными или центрифугированными, закрепляться одним или несколькими болтами.

Ростверк на 2-х сваях обладает ограниченной областью применения:

• промежуточные опоры ЛЭП;
• угловые промежуточные или анкерно-угловые опоры, крепящиеся на 4-х болтах;
• опорные стойки, имеющие оттяжки;
• фиксация самих оттяжек.

Ростверк фундаментов опор высоковольтных линий на 4-х сваях обладает той же областью применения, что и предыдущий вариант, но обладает более высокой прочностью и надежностью. Таким ростверком можно объединять несколько фундаментных конструкций, устроенных на свайном поле.

Любой свайно-винтовой фундамент под опоры ЛЭП обладает маркировкой. Пример – буквенно-цифровая комбинация Р4-35-20С/24-4Т обозначает следующее:

• Р – присутствие ростверка из металла;
• 4 – число свай;
• 35 – диаметр свайных изделий (возможное значение - от 25 до 56);
• 20 – высота балки (верхняя вершина ростверка);
• С – сварная конструкция;
• 24 – нижняя граница высоты ростверка;
• 4т – крепление опоры на 4 болта, предназначенные для тяжелых анкерных угловых опор.