Russian (CIS)English (United Kingdom)
ГлавнаяКонференцииПубликации → Винтовые анкеры и сваи в электросетевом строительстве
Винтовые анкеры и сваи в электросетевом строительстве
Опубликовано в Будинформ №7, 2003

К.т.н. Патеюк Н.Г., инж. Костиков В.И., инж. Семенко О.В.


С 1978 г. в институте Энергосетьпроект (СЗО), начала осуществляться комплексная программа расчетно-теоретических и экспериментальных исследований, на основе которых созданы рациональные конструкции винтовых анкеров и свай, механизмы для их завинчивания, технология производства работ по погружению их в грунты, методы определения несущей способности анкеров и свай в различных грунтовых условиях по величине крутящего момента.
В основу этой программы положены теоретические концепции, позволяющие установить основные конструктивы, при которых обеспечивается надежная работа винтовых свай и анкерных закреплений.
Более ранние разработки в СССР, но других ведомств, были использованы при создании следующих документов:
- МПС – «Технические указания по проектированию и устройству фундаментов мостов на винтовых сваях» (ТУ ВС – 55);
- ГПИ – Фундаментпроект Госмонтажспецстрой. «Руководство по проектированию и устройству фундаментов мачт и башен линий связи из винтовых свай» (М – 1965 г.), которое было результатом внедрения, испытаний и опытной эксплуатации опор линий связи высотой до 245 м в 1961-1964 гг.
В результате обобщения накопленного опыта применения винтовых анкеров и свай институтом Энергосетьпроект, разработан типовой проект серии 3.407.9 – 158 «Унифицированные конструкции для закрепления опор ВЛ и ОРУ подстанций». Этот проект включает в себя три выпуска:
- выпуск 0.1. Материалы для подбора винтовых анкеров и свай;
- выпуск 2. Винтовые анкеры и сваи;
- выпуск 3. Фундаменты из винтовых свай.
Однако, массового применения винтовых свай в электросетевом строительстве не произошло из-за отсутствия легких, маневренных, простых по конструкции машин для их завинчивания, обладающих хорошей проходимостью в условиях бездорожья.
А без специальной техники, принятые в типовом проекте типы свай: одновинтовые с лопастями диаметром 500 и 850 мм и многовитковые с лопастями диаметром 300 мм, установить в проектное положение (при крутящих моментах до 50 кНм) было не возможно.
При этом, единичные применения (например, фундаменты под опоры на переходе ВЛ 500 КВ Сургут – Белозерная, на переходе ВЛ 500 КВ – Сургут – Холмогоры, ОРУ 220 КВ Сургутской ГРЭС-1) винтовых свай позволило получить экономию стали – 1000 т, арматуры – 356 т, цемента – 1640 т с суммарным эффектом – 1573 тыс. руб.
Типовые сваи задумывались, как самостоятельные элементы фундаментов для закрепления опор ВЛ и ОРУ в грунте при нагрузках 15-30 тс и более.
Однако, в ряде случаев требуются анкеры и сваи с лопастями малых диаметров. Такие анкеры и сваи (диаметр 200-300 мм) были разработаны и испытаны С30 Энергосетьпроекта. При этом и модельные и натурные испытания по методикам С30, в соответствии с ГОСТ 5686-78 «Сваи, методы полевых испытаний», подтвердили результаты теоретических расчетов несущей способности винтовых свай.
Многие решения института Энергосетьпроект были заимствованы у известной американской фирмы «A.B. Chance», которая начала разрабатывать винтовые сваи и анкеры с 1912 года.
За 90 лет своей деятельности фирмой «A.B. Chance» были разработаны сотни видов винтовых свай и различных анкеров, отличающихся высокой несущей способностью: типы RR – 13,6 тс, SS – 31,7 тс, HB – 45,3 тс. Специалистами фирмы разработано большое количество бурильно-кранового оборудования: с гидромеханическим приводом, с электрическим приводом; сравнительно простые приспособления, навешиваемые на дерик-краны и экскаваторы, позволяют погружать винтовые сваи как строго вертикально, так и практически под любым углом.
Специальная серия свай этой фирмы разработана для выполнения установки вручную.
Фирмой «A.B. Chance» накоплен большой практический опыт выполнения сравнительно простых инженерно-геологических испытаний и достаточно действенный метод контроля несущей способности винтовых свай в различных грунтах.
Метод базируется не применении срезаемых шпонок от крутящего момента в процессе работы бурового механизма. Разработаны специальные тарировочные шпонки и сравнительные таблицы. Остроумные узлы соединения наращиваемых штанг свай, позволяют быстро присоединять и динамометрические измерительные приборы при приемочных испытаниях как отдельных свай, так и свай в составе отдельных кустов и полей.
Отличительной особенностью свай «A.B. Chance» от свай отечественных разработок, является применение лопастей малых диаметров (101-381 мм ), что позволяет погружение с малыми моментами, и свай с разнесенными витками лопастей. Результаты испытаний свай с разнесенными витками лопастей (испытания С 30 Энергосетьпроект) свидетельствуют о том, что при включении в работу верхнего витка лопастей, максимальные напряжения между лопастями перераспределяются и несущая способность сваи увеличивается примерно на 30%.
Из всего вышесказанного следуют выводы:
1. Внедрение винтовых свай и анкеров в электросетевом строительстве не заслужено забыто.
2. Винтовые сваи резко снижают объемы строительно-монтажных работ, что в условиях рынка не выгодно подрядным организациям, а организации-заказчики могут об этом и не знать.
3. Винтовые сваи должны применяться только малых диаметров – набор требуемой несущей способности фундамента (Fd) лучше осуществлять увеличением количества свай, либо количества лопастей. И данное утверждение соответствует требованию п. 3.10 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», в котором говорится о том, что расчетная нагрузка, передаваемая на сваю
N £ Fd/gk
где gk = 1,4 (1,25) – 1,75 (1,6), (в скобках даны значения для свай, несущая способность которых определяется по результатам испытаний, без скобок – другими способами), при этом меньшие значения gk относятся к свайным кустам с количеством 21 свая и более, большие значения – к кустам при 1 свае, до 5 в кусте.
4. Наладить изготовление винтовых свай на незагруженных заводах Украины сравнительно не сложно. При этом должен использоваться как забытый отечественный опыт, так и опыт ведущих зарубежных фирм.
5. Разработку отечественной техники для погружения свай и начинать нецелесообразно (только сроки внедрения конструкций по данной теме будут увеличены). Дешевле будет закупить 2-3 образца зарубежной техники.
6. Современные материалы антикоррозионной защиты, наводнившие рынок Украины, должны снять все сомнения в возможности выполнить действенную защиту стальных конструкций, устанавливаемых в грунтах разной степени обводнения.

В настоящее время ОАО “ПРОМиК” для ЦЭС НЭК “Укрэнерго” выполнен проект замены выключателей на ПС 330/110/35/10 кВ “Октябрьская” с применением двухлопастных анкерных винтовых свай. Предложенное решение позволило значительно сократить объемы СМР по устройству фундаментов под выключатели. Уменьшить время пребывания людей на площадке, что особенно актуально при проведении работ в стесненных условиях действующей подстанции.
Разработаны варианты применения анкерных винтовых свай при устройстве временных мобильных поселков, при установке стоек освещения, дорожных знаков и информационных щитов в условиях плотной городской застройки, и др.

Хочется верить, что новое (хорошо забытое старое) все же пробьет себе дорогу и значительно облегчит жизнь как заказчикам, так и подрядчикам – нам с вами.

 



Фото-9
Печи
Фото-9


Сейчас 96 гостей онлайн
Применение полимерных стоек, как опор ВЛ, в ближайшие 10 лет:
 
Locations of visitors to this page