Установка опор без фундамента

Обновлено: 15.05.2024

В понятие закрепления опор в грунте входит совокупность инженерных мероприятий по выбору конструкции подземной части опор, обеспечивающих требуемую надежность их работы в процессе эксплуатации ВЛ.

Фундаментом опоры называется конструкция, заделанная в грунт и передающая на него нагрузки от опоры, изоляторов, проводов и внешних воздействий. Конструкции фундаментов выбираются в соответствии с типом опоры, действующей на фундамент нагрузкой и характеристикой грунта. Одностоечные опоры, у которых нижний конец стойки на 2 - 3,5 м заделывается в грунт, устанавливаются без фундаментов: фундаментом является низ стойки. Металлические опоры и железобетонные опоры с оттяжками устанавливаются на фундаменты, которые бывают монолитные бетонные или железобетонные заводского изготовления или сборные. Первые применяются только в слабых обводненных грунтах.

Область грунта, воспринимающая давление от фундамента, называется основанием. Расстояние от подошвы фундамента до поверхности грунта в месте его установки называется глубиной заложения фундамента. Глубина заложения фундамента зависит от плотности грунта и глубины его промерзания. Кроме того, учитываются нарушения структуры грунта: так грунт при засыпке котлованов – грунт с нарушенной структурой – имеет гораздо меньшую прочность, чем грунт нетронутый разработками, т.е. грунт с ненарушенной структурой. Особенно тщательно анализируются характеристики грунтов основания фундаментов. Строительными нормами и правилами (СНиП) все грунты разделены на 39 групп, которые в зависимости от трудности разработки отнесены к той или иной категории. Самую высокую, XI категорию, имеют кремнистые сланцы, самую низкую, I категорию, грунт растительного слоя без корней. Грунт, служащий основанием для фундамента, представляет собой раздробленное тело и в общем случае состоит из трех элементов: минеральных частиц, воды и воздуха.

Основными физическими характеристиками грунта являются удельный вес - вес единицы объема минеральных частиц при отсутствии пор между ними; объемный вес - вес единицы объема грунта в условиях естественного природного залегания и весовая влажность – отношение веса воды, находящейся в порах грунта к весу грунта в абсолютно сухом состоянии.

Различают влажность на границе текучести WL , при незначительном увеличении которой грунт переходит в текучее состояние, и влажность на границе раскатывания WР , при незначительном уменьшении которой грунт переходит в полутвердое состояние. Обозначим через W природную весовую влажность грунта. Соотношение , называемое показателем консистенции глинистых грунтов, является важнейшей характеристикой, позволяющей точно определить основные механические характеристики, необходимые для расчета оснований фундаментов.

Так, грунты с являются достаточно хорошим естественным основанием для фундамента, а для грунтов с требуются специальные меры и средства для надежного закрепления в них опор.

Основной характеристикой песчаных грунтов является коэффициент пористости, определяемый как отношение

где Vпор – объем пор в грунте, Vскел – объем минеральных частиц грунта. Коэффициент пористости изменяется в пределах 0,45-0,75, и чем выше его значение, тем более слабым, рыхлым является грунт, что также требует специальных средств для надежного закрепления опор.

Важнейшими нормативными характеристиками грунтов являются: угол внутреннего трения , удельное сцепление С Н и модуль деформации Е, характеризующие прочность грунта, или его деформативность под нагрузкой. Эти характеристики определены в лабораторных условиях для различных типов грунтов и приведены в приложении М.

Рассмотрим типовые методики расчета закрепления в грунте железобетонных и металлических опор.

9.1 Расчет закрепления свободностоящих железобетонных опор

без специальных фундаментов

Установка стоек опор выполняется в котловане, образованном буровой машиной, диаметр бура которых на 5–7 см превышает диаметр стойки, с засыпкой и плотной трамбовкой пазух между стенками котлована и поверхностью стойки. Такая установка применяется для ненарушенных грунтов, обладающих достаточно высокими механическими характеристиками (рис. 9.1а). Для усиления заделки при слабом или нарушенном грунте применяют дополнительно один (рис. 9.1б) или два ригеля, закрепляемых на стойке в верхней части котлована. Ригель размещается в специально выполненной узкой щели и, как стойка, опирается на грунт с ненарушенной структурой. При наличии грунтовых вод, сыпучих песков или грунта с большим содержанием гальки и валунов образовать котлован буровой машиной не удается, и его вскрывают экскаватором (рис. 9.1в). Тогда опора закрепляется в засыпном грунте, т.е. грунте с нарушенной структурой, имеющем сниженные механические характеристики. Здесь для усиления заделки опор ригели устанавливаются и в нижней части стойки. Если под слоем сухого грунта находится обводненный грунт, то заглубление нецелесообразно, в таких случаях глубину заделки компенсируют устройством насыпной банкетки соответствующей высоты (рис. 9.1г). Опоры анкерно-углового типа также устанавливают непосредственно в грунт в наклонные или прямые котлованы.




Расчет оснований фундаментов представляет собой проверку опоры на опрокидывание горизонтальными силами и моментами, действующими в вертикальных плоскостях. В основе расчета лежит метод предельных состояний, согласно которому задача расчета закрепления одностоечных опор сводится к определению:

1) устойчивости (несущей способности) под действием расчетных нагрузок;

2) деформации стойки в заделке под действием нормативных нагрузок.

За предельное состояние оснований опор принято такое состояние, при котором обеспечивается их работа. При дальнейшем увеличении внешних нагрузок они перестают удовлетворять требованиям прочности.

Условием устойчивого закрепления опоры в грунте по несущей способности является

где kН – коэффициент надежности, задаваемый в зависимости от типа опор (для промежуточных опор kН = 1 [4, с.264]); mЗ – коэффициент условий работы закрепления, зависящий от вида грунта (песчаный, глинистый), его консистенции и типа закрепления (с нарушенной или ненарушенной структурой грунта); Q П – предельная горизонтальная нагрузка, приложенная к опоре, определяемая расчетным путем; Q Р – расчетная горизонтальная сила, действующая на стойку, определяемая в результате расчета опоры.

Значения нагрузок Q П и Q Р определяются как силы, приложенные к опоре на высоте , где М Р – расчетный изгибающий момент, определяемый как горизонтальными, так и вертикальными нагрузками на опору. Горизонтальные – это ветровые нагрузки на опору, провода и тросы, вертикальные обусловлены собственным весом опоры, весом проводов, тросов, гирлянд изоляторов, арматуры. Соответственно, расчетный момент М Р является суммой моментов всех сил и нагрузок. Расчет поперечной нагрузки Q осуществляется методом последовательных приближений при совместном решении уравнения равновесия проекций всех сил на вертикальную и горизонтальную оси опоры и уравнения моментов всех сил относительно центра тяжести эпюры давления грунта в нижней части опоры. Расчет достаточно сложен, поскольку в качестве исходных данных содержит, кроме характеристик опоры, проводов, тросов, районов по ветру и гололеду, физические характеристики грунтов, обуславливающие силы сцепления поверхности грунта с материалом стойки опоры.

Для ровного и прочного забора важно правильно поставить столбы. Так ли необходимо бетонирование столбов или есть другие способы? Чем можно заменить бетон, расскажем далее в статье.

Бетонирование нужно, когда вам нужно установить тяжелый, массивный забор. Бетонирование противопоказано если опоры из дерева, высокопучинистый грунт, высокий уровень грунтовых вод и если грунт подвижный.

Способы без бетонирования

Если на участке стабильный грунт, и вы планируете поставить легкое ограждение, то эти способы вполне подойдут.

Используйте опоры из бука, дуба или хвойных пород. Заранее нужно обработать столбы, чтобы забор простоял долго.

Для поликарбоната или металлического забора подойдет профильная труба. Лучше всего трубы с прямоугольным сечением. Если хотите сэкономить, то так же подойдут трубы круглого сечения.

С помощью колышек и веревки сделайте разметку по периметру ограждения.

1 способ

Бутование – сухое бетонирование опор. Для этого нужно вырыть отверстия (глубина не меньше 120 см.).

Потом изготавливается форма из рубероида или другого материала. Цилиндр опускается в яму и устанавливается столб по уровню.

Засыпать пространство щебнем с песком между опорой и цилиндром из рубероида. Потом полить и хорошо утрамбовать.

2 способ

Забивание . Более трудоемкая работа. Работать придется не одному. Использовать необходимо только металлические опоры. Для начала производят бурение, чтобы получить небольшое отверстие. Потом устанавливают столб, и забивается с помощью кувалды опора. При этом важно контролировать строго вертикальную линию конструкции.

Можно взять в аренду инструмент: портативный забивщик свай (гидравлический копер).

3 способ

Вместо бетонирования столбов вкрутить сваи . Плюсы очевидны:

  • Низкая стоимость свай (можно сделать самому),
  • Быстрый и простой монтаж (столб можно вкрутить за 20 мин.),
  • Долгий срок службы,
  • Для любых грунтов, кроме скалистых,
  • Выдерживают высокие нагрузки,
  • Устанавливать столбы можно даже зимой.

4 способ – новинка

Есть в продаже заменитель бетона. Буквально за 3 минуты готовый столб без пыли и грязи. Можно работать даже зимой. Состав защитит столбы от гниения, ржавчины. Более подробно читайте тут: заменитель бетона .

Наш канал в целом про то, как мы дом себе строили своими руками. Дом мы уже достроили и сейчас вплотную подошли к вопросу благоустройства участка. Этим летом планируем возвести на нем несколько строений. Также один приятель попросил спроектировать ему бюджетную каркасную баню для дачи. Задача была сделать ее максимально недорогой. Проект мы составили. Сейчас на стадии его максимального удешевления. Ищем варианты, на что можно заменить классический ленточный фундамент. Мы решили заменить его на бетонные блоки, но в процессе подбора нашли еще несколько интересных вариантов, которыми хотелось бы с вами поделиться. Может, кому-то они больше подойдут, вернее, вы их у себя по близости сможете по наиболее привлекательной цене купить. Все эти идеи хорошо подойдут для всяких бытовок, сараев и прочих строений под хозяйственные нужды. Итак, поехали.

Фундамент из новых бетонных блоков.

У нас на предприятиях, делающих газо-блоки, иногда можно найти бетоноблоки. Их делают сильно реже, поскольку они из-за большого веса не выдерживают конкуренции с газоблоком, но все же найти можно. Мы на такие блоки поставили террасу, пристроенную к дому. Делают их из отсева обычно. У нас они стоят 40-45 рублей за штуку. Найти можно на мелких производствах газоблока.

Фундамент из БУ железобетонных столбов ЛЭП

Есть у нас знакомый, который поставил небольшой дачный домик (6 на 6 м) на фундамент из 3 столбов из-под ЛЭП, купленных за 4 тысячи рублей. У него вышло на все про все вместе с доставкой около 6 тысяч рублей. Выровнял грунт предварительно и на него положил столбы. В принципе, домик неплохо на них себя чувствует.

Фундамент из БУ железобетонных конструкций

Иногда в объявлениях попадаются варианты с БУшными плитами. Бывает, плиты перекрытия можно найти за недорого, у нас одно время очень много продавали «П» образных кровельных плит с «коровников». Также как-то попадались фундаментные блоки ФБС по 500 рублей за штуку. Тут уж как повезет.

Фундамент из железнодорожных шпал

Также небольшие строения можно ставить на обычные железнодорожные шпалы. Как-то привозил человеку несколько шпал. Покупали мы их по 200 рублей за штуку. Шпалы есть деревянные, пропитанные креозотом, есть железобетонные. Тут также надо смотреть, что найти можно.

Чурки «комели» вместо фундамента.

В горном Алтае достаточно распространенный способ. Небольшие хозпостройки, и даже не очень крупные дома, ставят на лиственные чурки. Как-то знакомый хотел себе сделать декоративный стол на даче. И нужен был ему крупный комель под это дело. Нашли его у людей, которые торгуют дровами. Они с удовольствием от таких «активов» избавляются. Рубить их тяжело потому что.

Фундамент на автомобильных покрышках

Берутся автомобильные покрышки, бывшие в употреблении, либо в них набивается ПГС, либо они заливаются раствором, и на них ставится строение. Некоторые даже дома на них умудряются ставить из экономии.

P /S от автора блога

Конечно, кто-то скажет, что подобные фундаменты не долговечны. Но, с другой стороны, например те же столбы ЛЭП, да они могут еще и само строение пережить по большому счету. Единственное, что нужно четко понимать, что купить по привлекательной цене подобные вещи может и не получиться. Но нужно мониторить объявления или просто просмотреть все, что в наличии есть, и от этого отталкиваться. Мы планируем новые бетоноблоки как раз потому, что они в наличии и их можно на обычной легковушке перевезти.

Рад буду, если кому-то идею подкинул. И спасибо за ваши отметки «Палец вверх». Если интересны разные бюджетные идеи для строительства, подписывайтесь на «Самострой» .

Одна из непростых задач, с которыми сталкиваются владельцы загородных домов и дачных участков, – постройка забора в условиях влажных грунтов, подверженных так называемой морозной пучинистости. Нередко это становится настоящей проблемой: в холода напитанный влагой грунт увеличивается в объеме и выталкивает наверх вбитые опоры и залитые фундаменты. Сила природного «домкрата» иногда такова, что сталь профлиста рвется, как бумага, а кирпичные заборы на капитальных фундаментах идут трещинами.

Грунты, в той или иной степени подверженные морозной пучинистости, встречаются во многих регионах, так что пользователи FORUMHOUSE накопили солидный опыт борьбы с этим врагом оград и фундаментов. Попробуем суммировать его и разобраться в достоинствах и недостатках различных вариантов постройки ограды на пучинистых грунтах.

– Если землю пучит, то никакой собственный вес забора не может этому воспрепятствовать. Даже малые диаметры столбов не помогут, так как касательные напряжения при морозном пучении будут все равно его корежить.

Опытные форумчане предупреждают: универсальных решений, увы, не существует. Бездумно воспользовавшись чужим удачным примером или советом «бывалого», владелец новенького забора может в первую же зиму получить неприятный сюрприз в виде приподнявшихся или покосившихся столбов. Поэтому строительство забора нужно начинать только после того, как вы определитесь с типом грунта и просчитаете возможные риски. Не помешает и информация о том, как ведут себя ранее построенные заборы соседей. Но здесь нужно быть осторожным: параметры, влияющие на степень пучинистости грунта, могут различаться даже на прилегающих участках.

Для самостоятельного определения степени пучинистости нужно знать глубину залегания уровня грунтовых вод (УГВ) и глубину промерзания грунта. Вычитаем из УГВ глубину промерзания и получаем уровень грунтовых вод ниже глубины промерзания (значение Z в таблице). Сравниваем с табличным значением в столбце вашего грунта. Например, получили 1,2 м в глинистом грунте – показатель Z0,07 (7%). Столбы в таком грунте при неправильной установке может поднимать больше, чем на десяток сантиметров каждую зиму.

В расчетах следует использовать предзимний уровень грунтовых вод (замеряется не раньше августа), но для перестраховки пучинистость лучше определять по максимальному сезонному УГВ, советует форумчанин al185 . Нужно также понимать, что такой самостоятельный расчет будет приблизительным и, чтобы сильно не ошибиться, исходить из «худших» показателей.

Один из распространенных вариантов борьбы с морозным пучением – заглубление столбов забора ниже глубины промерзания. Таким образом на пятку столба снизу не будет давить промерзший расширяющийся грунт.

Однако кардинально проблему это не решает: при сезонном промерзании грунта значительны боковые силы пучения, которые давят на столб по касательной. Простым бетонированием делу тоже не помочь, оно только увеличит площадь приложения сил, и столб будет выдавливаться вместе с бетонной «юбкой». Чтобы снизить касательное пучение, некоторые форумчане бетонируют столбы, помещая их в гильзу из рубероида или пластиковых труб. Под пятку столба насыпают дренажную подушку из щебня, которая должна быть обязательно ниже глубины промерзания.

– На метр в лунку 0,25 в диаметре ставил рубашку из рубероида, насыпал внутрь 1,5 ведра гравия, вставил столб (70-ка, профилированная труба), залил бетоном до края рубероидной рубашки. Все стоит, никакого пучения.

Многие, однако, считают заливку бетоном даже глубоко заглубленных столбов на пучинистых грунтах излишне рискованным, а также затратным и трудоемким вариантом. И предпочитают вместо этого забутовку столбов неподверженными пучению материалами – песчано-гравийной смесью, щебнем, крупным песком.

– Копал ямы на 1,5метра, туда столбы – и щебнем вперемешку с песком трамбовал. Раньше забор с забетонированными столбами был волной. Новый забор зиму пережил и стоит после оттаивания грунта, как струна. Почвы у нас очень пучинистые.

При забутовке форумчане также часто применяют гильзы из рубероида и геотекстиля –для изоляции засыпки от грунта. Лучший вариант, считает пользователь SidorD ,если между гильзой и стенкой ямы будет тот же песчано-гравийный слой.

– Со временем любая гладкая поверхность заилится и все-таки войдет в контакт с грунтом. Прослойка из непучинистых материалов решает проблему, она не дает грунту при пучении тянуть за собой столб: у сыпучих материалов низкое сцепление между слоями, т. е. по краям гильзы грунт поднимается, а в центре, где стоит столб, остается на месте.

Пользователь Groundworkturf советует для минимизации ветровых нагрузок укреплять забутованные столбы дополнительно бетонными «шляпками».

– Перед сверлением отверстий под столбы выкапываете квадратный котлован 0,4х0,4 м глубиной 30 см (до суглинка), затем по центру отверстие под столб; устанавливаете его, бутите щебнем до суглинка. Застилаете квадратный котлован геотекстилем и засыпаете тем же щебнем с трамбовкой 20 см. Устанавливаете опалубку по периметру котлована и заливаете плиту высотой 15 см.

Менее популярный по причине более высокой стоимости и трудоемкости способ – применение в качестве опор винтовых свай с лопастями на конце, выполняющими функцию анкера. Винтовые сваи также должны заглубляться ниже уровня промерзания грунта, иначе зимой их тоже может «выдавить».

Вышеприведенные способы хороши для относительно легких заборов, например, из профилированного листа или дерева. Однако варианты с заглублением столбов ниже глубины промерзания грунта подходят, конечно, далеко не всем и не всегда. В некоторых регионах глубина промерзания может доходить до двух метров – бурить выходит долго и хлопотно.

Возможно, стоит рассмотреть вариант постройки забора на незаглубленных опорах. Например, надежный, но, увы, трудозатратный и дорогостоящий способ – строительство ленточного или комбинированного фундамента на рассчитанной подушке из непучинистых материалов, с армированием и отмосткой, защищающей от дождевой и талой воды.

– Сделать выемку грунта до глины на ширину, вдвое превышающую ленту фундамента. Постелить геотекстиль с отбортовкой и сделать отсыпку с трамбовкой 10 см песок и 30 см щебень. Затем отлить ленту с установленными стойками забора.

Пользователь al185 посчитал, что для его среднепучинистого грунта практичнее построить ограду на незаглубленных опорах (бетонных подошвах) с дополнительным утеплением. По его словам, между закопанным в пучинистый грунт столбом и подошвой есть принципиальная разница: подошва каждый год садится на место, а выпирание столба с каждым годом накапливается. Утепление же особенно важно на столбах ворот – этот участок зимой очищается от снега, а потому меньше защищен от промерзания.

Для изготовления подошв под линейные столбы забора форумчанин на выровненное основание ставил опалубку из доски 100 мм. В нее устанавливал по отвесу трубу на упорах. Заливал слой бетона в 3 см, укладывал несколько перекрестных прутков 4 мм и доливал бетоном доверху.

– Под ворота залита ж/б площадка 4х1х0,1м с асбоцементными трубами, обложенными плитняком. Под ней – 100 мм пенопласта ПСБ-25. Заборные столбы из асботруб залиты в ромбические подошвы 1х0,5х0,1м, заглубленные на 15 см. Смысла в пенопласте под линейными столбами не вижу, под снегом пучение не превышает 1-2 см. Сам забор – горизонтальные доски 25х150 внахлест. 80 м забора отстояли две зимы и две весны со шквалами. Заборы у соседей на каменных цоколях кривые.

Если в результате неверных расчетов или ошибочно выбранной технологии забор все же повело, проблему можно попробовать решить утеплением фундамента или опор, считает пользователь Val7676. По его мнению, это выйдет дешевле и проще окапывания каждого столба забора и замены грунта вокруг него на непучинистый.

– С заборами, возле которых никто не ходит и не чистит снег, проблем почти не возникает. Мероприятия по утеплению – компенсатор недостатка снега в воротах и калитках (т.е. где его нет), дабы там выровнять промерзание грунта со столбами, находящимися под снегом. При этом столбы могут быть установлены и с засыпкой, и в бетон, и другими способами.

Опытом строительства и установки столбов и фундаментов для различных типов заборов форумчане делятся в этом разделе . Здесь и здесь – обсуждение вариантов строительства забора на пучинистых грунтах и способов борьбы с морозной пучинистостью. Об опыте постройки фундаментов на болотистых почвах рассказывается в этом видео .

Обсудить статью и прочитать другие материалы посвященные загородной жизни вы можете на портале FORUMHOUSE.

Подписывайтесь на канал чтобы не пропустить следующую публикацию!

Действующие на опору контактной сети нагрузки передаются на грунт. При этом напряжения в грунте должны быть такими, чтобы не приводили к разрушению его и к наклону опоры, иначе невозможна нормальная эксплуатация контактной сети.

Все типы и виды устройств, обеспечивающие устойчивость опоры, называют закреплениями опор в грунте. Если такое устройство состоит из нескольких отдельных частей, то под закреплением опоры понимают совокупность всех этих частей.

Опоры контактной сети могут быть закреплены непосредственной заделкой их нижней (фундаментной) части в грунт или с использованием различных фундаментов — массивных элементов, заглубляемых в землю примерно на 2 м и более.

Часть грунта, воспринимающую давление фундамента, называют основанием. Основания, грунт которых используется в естественном состоянии, называют естественными. Если для повышения несущей способности уплотняют или упрочняют основание, то его называют искусственным (например, свайным). Основаниями фундаментов опор контактной сети служат грунты в естественном состоянии.

Расстояние от подошвы фундамента до поверхности грунта в месте его установки называют глубиной заложения фундамента (глубиной заделки опор — при непосредственной установке ее в грунт). Глубину заложения фундамента определяют расчетом; наименьшее ее значение ограничивают экономическими соображениями, а также условиями промерзания грунта.

За расчетную поверхность грунта при расчете одиночного фундамента принимают горизонтальную плоскость, проходящую через точку пересечения вертикальной оси фундамента с поверхностью грунта, а при наличии насыпного неуплотненного слоя (песчаный балласт, шлак и пр.) — с нижней поверхностью этого слоя.

Проектированию закреплений опор контактной сети в грунте предшествуют геологические и гидрогеологические изыскания, на основании которых определяют физические и механические характеристики грунтов.

Существующие способы закрепления опор контактной сети в грунте можно разделить на две основные группы: закрепления, при которых подземная часть опоры или фундамент работают на выворачивание (рис. 12.1, а), и закрепления, при которых часть фундаментов работает на выдергивание из грунта, а другие — на вдавливание в грунт (рис. 12.1, б, в, г).

Закрепления опор по схемам рис. 12.1, а в основном применяют для консольных опор и опор жестких поперечин, несущих сравнительно небольшие нагрузки и передающих небольшие усилия на грунт. Закрепления по схемам рис. 12.1, б, в, г используют для консольных, анкерных и опор гибких поперечин.


Рис. 12.1. Схемы различных способов закрепления опор:

а — непосредственное и на одиночных фундаментах; б — с помощь анкера; в — на двух фундаментах; г — на сваях

Консольные железобетонные опоры устанавливают непосредственно в грунт в заранее отрытые или пробуренные котлованы, а в условиях сульфатной агрессивности грунтов — на одиночные фундаменты.

Схемы установки опор длиной 13,6 м на насыпях и в выемках при ширине земляного полотна 5,8 м показаны на рис. 12.2. На этом рисунке ВГР — верх головки рельса; УОФ — условный обрез фундамента; РПГ — расчетная поверхность грунта; ВЛ — верх лежней; ДК — дно котлована. При установке опор на насыпях с габаритом 3,4 м грунт присыпают. Для усиления закрепления опор применяют лежни — железобетонные плиты шириной 500 мм и длиной 1000 мм (тип I) или 1800 мм (тип II), устанавливаемые вертикально по отношению к опорам. Лежни крепят к опоре мягкой проволокой диаметром 6 мм.

Струнобетонные центрифугированные опоры контактной сети могут быть соединены с фундаментом только телескопическим (стаканным) стыком. Такое соединение после омоноличивания стыка делает конструкцию неразъемной, что является ее недостатком, так как значительно затрудняет замену опоры при ее повреждении.


Рис. 12.2. Схемы установки опор длиной 13,6 м на насыпи (а) ив выемке (б)

Для установки центрифугированных железобетонных консольных опор и опор жестких поперечин применяют трехлучевые ТС (рис. 12.3, а, б) и двутавровые ДС стаканные фундаменты, а также сваи со стаканным оголовком.


Рис. 12.3. Трехлучевой стаканный фундамент




Фундаменты ТС разработаны взамен фундаментов ДС. По сравнению с двутавровыми трехлучевые фундаменты при одной и той же длине и несущей способности по грунту дают значительное снижение (в среднем на 23 %) расхода бетона фундаментов.

Фундаменты ТС и ДС состоят из двух основных конструктивных частей: верхней — стакана и нижней — фундаментной части. Верхняя часть фундаментов представляет собой железобетонный стакан прямоугольного сечения. Размеры фундамента 0,67×0,67 м приняты исходя из условия работы гидрозахвата вибропогружателя агрегата АВСЭ. Нижняя фундаментная часть у фундаментов ТС имеет трехлучевое сечение с расположением лучей в плане через 120° один относительно другого. Лучи имеют толщину стенки в крайней внешней части луча 80 мм и 90 мм — в месте схождения лучей в центральной части сечения. Один луч на конце имеет уширение для ориентации при установке фундамента: уширенным лучом фундамент устанавливают «от пути». Сопряжение верха фундамента (стакана) с нижней трехлучевой частью выполнено в виде пирамидального конуса.

Схемы установки опор длиной 10,8 м на фундаментах ТС на насыпях и в выемках при ширине земляного полотна 5,8 м показаны на рис. 12.4. На этом рисунке L — длина фундамента; hр — глубина его заложения; ОП — опорная плита, устанавливаемая под анкерными опорами (другие обозначения см. рис. 12.2). При установке опор на насыпях с габаритом 3,4 м грунт присыпают.


Рис. 12.4 Схемы установки опор длиной 10,8 м с фундаментами типа ТС на насыпи (а) и в выемке (б)


Рис. 12.5. Сваи типов С-8И и С-10И

Свайные фундаменты состоят из двух основных конструктивных элементов: железобетонной сваи (рис. 12.5) сечением 350x350 мм длиной 8 или 10 м (соответственно марки сваи С-8И или С-10И; буквенный индекс С означает свая, цифровой индекс — длину сваи в метрах, второй буквенный индекс И — в конструкции сваи есть какие-то изменения) и двухблочного железобетонного оголовка стаканного типа из блоков СТ-1. Один блок оголовка закрепляют на свае после ее забивки, а другой — на опоре посредством омоноличивания бетоном. Объединены блоки оголовка монтажными элементами с последующим омоноличиванием стыков.

Свайные фундаменты для установки центрифугированных железобетонных опор используют в тех случаях, когда доля постоянной нагрузки на опору в суммарной превышает 35 % и устройство присыпки к насыпи невозможно или технически нецелесообразно, а также при сложных геологических условиях (сильно обводненные грунты, сильно пучинистые грунты — при ежегодном пучении грунта на 100 мм и более).

Устанавливают опоры длиной 10,8 м на сваях со стаканным оголовком в соответствии с рис. 12.6. На этом рисунке 1 — стойка опоры; 2— стаканный оголовок; 3 — свая; НС — низ стойки опоры; ВС — верх сваи; ВГР — верх головки рельса; УГВ — уровень грунтовых вод.


Рис. 12.6 Схемы установки опор дли­ной 10,8 м на сваях С-8И и С-10И со стаканным оголовком на насыпи

Трехлучевые и свайные фундаменты изготавливают из бетона марки 400 или из сталеполимербетона.

Для закрепления оттяжек анкерных железобетонных опор в грунте (см. рис. 12.7) используют трехлучевые анкеры ТА (Т — трехлучевой, А — анкер), двутавровые ДА (Д — двутавровый), стоечные СА с плитой в основании (С — стоечный) и свайный СА (С — свайный).

В качестве основного типа принят трехлучевой анкер ТА (рис. 12.7). Анкер изготовляют таких же размеров, как фундамент ТС, но без стаканной части. Для закрепления оттяжек в верхнюю часть анкера перед бетонированием закладывают проушины из полосовой стали. Верхняя часть анкера представляет собой железобетонный оголовок прямоугольного сечения 0,67 х 0,67 м. Выпускают анкеры длиной L 4 и 4,5 м, их соответственно обозначают ТА-4 и ТА-4,5. Длину анкера выбирают в зависимости от нормативного усилия в оттяжках анкерной опоры, условного расчетного сопротивления грунта, ширины земляного полотна и места установки опоры.


Рис. 12.7. Анкеры для оттяжек железобетонных опор типа ТА

По сравнению с применявшимися ранее двутавровыми анкерами ДА анкеры ТА при одной и той же несущей способности по грунту дают значительное снижение расхода бетона.

Стоечные анкеры типов СА-4,5-1 и СА-4,5-2 состоят из стойки и плиты. Стойки и плиты изготавливают раздельно, а при установке соединяют сваркой.

Стоечные анкеры устанавливают на условно благоприятных (II тип) и неблагоприятных (III тип) участках земляного полотна при уровне грунтовых вод выше 2,8 м.

Свайный анкер СА-10 с поперечным сечением 0,35 х 0,35 м и длиной 10 м (расход бетона М-300 составляет 1,25 м 3 , стали — 399 кг, масса сваи 3,13 т) применяют в случаях, когда устройство присыпки грунта к насыпи невозможно или технически нецелесообразно, а также при сложных геологических условиях. Глубина забивки свайного анкера по условиям устойчивости на выпучивание должна быть не менее 9 м.

Опоры гибких поперечин с нормативными изгибающими моментами 450 кН·м и более устанавливают на свайно-ростверковые фундаменты. Такие фундаменты состоят из железобетонной плиты-ростверка (рис. 12.8) и четырех — восьми свай сечением 0,3 х 0,3 м и длиной 5, 6, 8 или 10 м.


Рис. 12.8. Железобетонный ростверк

Имеется семь типов свай. В их обозначении, например С5-1, С19-2, буквы С — свая, первая цифра — длина сваи в метрах, вторая — условный тип армирования (прочность) сваи. В обозначении ростверков, например , буква П указывает, что ростверк предназначен для промежуточных опор гибких поперечин, ПА — для анкерных; цифры в числителе — нормативный изгибающий момент в килоньютон-метрах (кН·м), в знаменателе — высота опор в метрах.

Сваи погружают в грунт, пропуская их через отверстия в ростверке, и соединяют с ним сваркой. Металлическую опору на ростверке закрепляют анкерными болтами. Применение свайно-ростверковых фундаментов позволяет значительно сократить затраты труда и расход материалов на установку металлических опор на станциях.

В тех случаях, когда отсутствует возможность сооружения свайно-ростверковых фундаментов (наличие сложных подземных коммуникаций, грунты с большим количеством включений валунов и т.п.), для установки опор гибких поперечин и опор используют блочные закапываемые фундаменты РФ, состоящие из двух различных блоков (рис. 12.9). Блоки фундаментов РФ выпускают семи типов, В обозначении фундаментов, например РФ1-1, РФ4-2, буквы Р—раздельный, Ф — фундамент, первая цифра указывает условно размеры фундамента, вторая — диаметр, количество и расположение анкерных болтов.


Рис. 12.9. Фундамент типа РФ для металлических опор гибких поперечин

Металлические опоры и устанавливают на типовые закапываемые призматические фундаменты П2-2.

Заделка в грунт железобетонных (одиночных и спаренных) стоек жестких поперечин должна обеспечивать устойчивость их поперек и вдоль пути. В случае необходимости установки по изгибающему моменту вдоль пути лежней их устанавливают перпендикулярно к оси пути, располагая симметрично с обеих сторон стоек.

Закрепление опор в грунте в особых условиях.

К особым условиям закрепления опор относят следующие схемы и условия установки опор контактной сети: в пучинистых грунтах и в районах вечной мерзлоты, на свежеотсыпанных насыпях и в слабых грунтах с условным расчетным сопротивлением менее 0,1 МПа, в скальных грунтах, в болотистых грунтах, на насыпях нестандартного очертания, с откосом круче 1:1,5.


Рис. 12.10. Способы закрепления опор контактной сети в слабых грунтах:

а — блочный фундамент с уширенной полкой; б — свая-стойка со сборным стаканным ого­ловком; в — двухсвайный фундамент с ростверком и висячими сваями; 1 — присыпка; 2 — торф; 3 — корка; 4 — глина

Установка опор и анкеров в пучинистых грунтах и в районах вечной мерзлоты.

При расположении уровня грунтовых вод на глубине 2,3 м ниже бровки земляного полотна опоры устанавливают в котлованы, огражденные деревянными коробами, с засыпкой пазух дренирующим грунтом. Во время работ изготовленные щиты пропитывают антисептиками или обмазывают битумом, собирают короба таким образом, чтобы между щитами не было щелей, перед опусканием короба в котлован имеющиеся в коробах отверстия заделывают битумом, для засыпки коробов используют гравий или щебень с примесью частиц размером менее 0,1 мм не более 3 % и с наибольшими фракциями не более 50 мм.

В сильно обводненных грунтах, когда установка опор с деревянными коробами затруднена, опоры устанавливают с противопучинной или полиэтиленовой обмоткой, чередующейся с несмерзающейся смазкой. Противопучинную обмотку устраивают на глубину активной зоны пучения, но не менее 2 м; пазухи котлована засыпают непучинистым грунтом.

При уровне грунтовых вод на глубине 2,8 м и ниже применяют анкеры ТА, выше 2,8 м — стоечные анкеры СА-4,1-1 или СА-4,5-2 в зависимости от сил морозного пучения.

Закрепление опор в слабых грунтах.

Фундаменты опор контактной сети в слабых грунтах располагают так, чтобы они находились в слое обычных грунтов. Допускается использование фундаментов, низ которых располагается в слое торфа.

Для закрепления консольных опор и стоек жестких поперечин в слабых грунтах применяют следующие конструктивные решения:

блочные фундаменты с уширенной полкой (1,3 м) и опорной плитой (рис. 132, а); для повышения несущей способности таких фундаментов и уменьшения глубины промерзания с полевой стороны устраивают присыпку шириной 1м;

свайные фундаменты из одиночных свай-стоек сечением 0,25х 0,35 м длиной от 6 до 10 м, которые опираются на плотный грунт, расположенный ниже слабого (рис. 132, б);

двухсвайные фундаменты с ростверком и висячими сваями сечением 0,3×0,3 м, длиной не менее 6 м (рис. 132, в); нижняя поверхность ростверка должна опираться на непучинистые грунты (тело земляного полотна) и иметь расстояние от верха слабого грунта не менее 0,5 м. Такие фундаменты применяют при расположении нижнего горизонта слабых грунтов на глубине 10 м от верха головки рельсов.

Читайте также: