Фундамент для опоры для наружного освещения

Устройство фундамента под опоры освещения

07 сентября 2020

Закладные элементы, которые служат основой при монтаже опор уличного освещения, бетонируются в грунте. Основание из железобетона надежно удерживает опоры, предотвращая их падение, без проблем эксплуатируется долгие годы даже в сложных климатических условиях.

Виды опор и назначение

Согласно принятой классификации, опоры бывают силовыми и несиловыми. Они отличаются по конструкции, особенностям установки, несущей способности. Несиловые применяют для фиксации осветительного оборудования, питающий кабель к которому проводится под землей.

Для силовых моделей опор прокладка кабеля предусмотрена по воздуху. Их используют для освещения городских улиц, трасс, магистралей, для прокладки самонесущих изолированных проводов между населенными пунктами, поддержки линий питания, которые эксплуатируются электротранспортом – от трамваев до троллейбусов. Допустимый уровень нагрузок может достигать 3 тонн и зависит от того, из какого материала выполнена конструкция и какие габариты у обустраиваемого основания.

Для того чтобы эксплуатация опор была максимально длительной, бесперебойной, важна правильная установка фундаментов, которые будут устойчивы к нагрузке, оказываемой проводами. Если фундамент будет залит некорректно, сократится эксплуатационный ресурс опор, повысится вероятность их падения при сильных порывах ветра.

Существует и другая классификация силовых опор по форме. Их подразделяют на трубчатые, конические, граненые. Трубчатые имеют круглое сечение, а поэтому нагрузка равномерно распределяется по их поверхности. В производстве таких опор применяют большое количество стали, что неминуемо ведет к увеличению веса и цены.

Основой для граненных опор служит стальной прокат толщиной от 4 мм, кромки свариваются с помощью одного-двух продольных швов. Среди преимуществ таких конструкций числятся легкость, низкая стоимость, минимальные затраты на транспортировку и монтаж. Их поверхность может дополнительно защищаться с помощью антикоррозийной обработки слоем горячего цинка.

Способы установки опор освещения

Выделяют две технологии монтажа опор освещения:

1. Фланцевая. При монтаже применяют закладной фундамент под опору освещения из железобетона. Этот метод оптимален для легких опор и позволяет грамотно их центрировать.
2. Прямостоечная. Основой для опор служат предварительно пробуренные в грунте отверстия. Фиксацию осуществляют с помощью бетонного раствора. Такая технология дешевле фланцевой.

Рассмотрим установку опор на примере их фиксации к фундаменту с помощью металлических фланцев, приваренных снизу и предусмотренных в базовой комплектации опор. Допустимо применение готовых монолитных блоков, к которым уже приварены шпильки. Основой для блоков предварительно подготовленная песчано-гравийная подушка. Когда опора установлена на фундамент, фланец фиксируется с помощью гаек.

Другая технология устройства фундамента под опоры освещения подразумевает применение бетонного раствора вместо готовых блоков. Работы в данном случае осуществляются в строго выверенной последовательности:

1. В грунте обустраивается отверстие нужных размеров с круглым или прямоугольным сечением. На сыпучих грунтах при монтаже фундамента приходится дополнительно устанавливать опалубку. Она армируется с помощью металлической рамы, к которой приварены анкерные болты.
2. Яма заполняется бетонным раствором. Когда раствор застыл и высох, на что уходит от 2 до 5 дней, монтируется сама опора.

Документы, регулирующие установку (СНИПы, ГОСТы)

Нормы монтажа опор освещены в нормативах СНиП 3.05.06-85 «Электротехнические устройства» (пункт «Сборка и установка опор»). Кроме этого, при установке ориентируются на «Правила устройства электроустановок ПУЭ» (седьмое издание).

Расчет фундамента под опору освещения

При расчетах следует учитывать нагрузку на фундамент, которую оказывает столб, арматура, кронштейны и сами светильники. Принимают во внимание и другие факторы:

• Ветровая нагрузка – варьируется в зависимости от региона. При сильных порывах ветра возможны колебания опоры, что нужно учитывать при проведении технических расчетов и монтаже.
• Высота опоры освещения.
• Тип кронштейна.
• Характеристики грунта (ключевое значение имеет несущая способность почвы, нормативной прочностью при сжатии принято считать показатель в 150 Н/кв. м).

При установке одностоечной или узкобазовой опоры проводят расчеты по деформациям с учетом величины нормативной нагрузки. Важны и все характеристики грунта – от показателя консистенции до угла внутреннего трения. Эти параметры в обязательном порядке учитываются для типовых фундаментов.

Источник

Фундамент для опор

Существует два основных способа установки опор освещения. В первом случае опору устанавливают непосредственно в котлован и бетонируют, во втором случае сначала готовят фундамент, а затем на него устанавливают опору.

Соответственно, опоры освещения изготавливают либо под прямостоечный способ установки (с подземной частью), либо под фланцевый (в этом случае нижняя часть трубы оканчивается фланцем).

Способ установки зависит от следующих факторов:
• тип опоры;
• планируемая нагрузка на опору;
• тип грунта;
• условия эксплуатации (климат, ветровая нагрузка).
Первый способ (прямостоечный) подразумевает меньшее число технологических операций, но у него есть и свои минусы. Этот способ имеет ограничения по типу грунта. Кроме того, демонтировать отслужившую свой срок или повреждённую опору возможно только вместе с бетонным блоком, что крайне трудоёмко. Фланцевую же опору можно легко отсоединить от фундамента и установить новую.
В настоящее время всё чаще практикуются различные способы установки опор на готовый фундамент. Обычно для этого используют металлические закладные детали, которые устанавливают в грунт и затем бетонируют. Закладные детали бывают двух типов:
Фланцевые – Сплошной металлический фундамент изготавливается из трубного проката, в верхней части приваривается фланец для установки опоры, в нижней углубляемой в грунт части прорезается отверстие для подводки кабеля. Закладная деталь устанавливается фланцем вверх, котлован бетонируется.

В свою очередь металлический фундамент встречается нескольких конструкций:
• прямой с фланцевым соединением;
• прямой, соединение «стакан»;
• консольный;
• выносной.
Обычные прямые конструкции наиболее распространены, такой фундамент устанавливается в грунт непосредственно в точке установки опоры освещения. При не совпадении точек устройства фундамента и установки опор, применяют консольные и выносные фундаменты. Они позволяют сместить точку в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Обычно опора освещения крепится к фундаменту напрямую через фланец, но возможен и вынос опоры на определённое расстояние от закладной детали при помощи консоли. Этот способ незаменим в тех случаях, когда специфика участка не позволяет заложить фундамент прямо под опорой.

Цельный металлический фундамент для опор освещения с фланцевым присоединением. Фундамент устанавливается в землю, непосредственно на него раскрепляется осветительная мачта или опора. Ниже в таблице приведены основные размеры и параметры металлических фундаментов для опор различного типа. В конструкции фундамента предусмотрено окно под ввод электрического кабеля

Для установки осветительной опоры в месте не допускающем устройство фундамента предусмотрено использование консоли фундамента. Точки устройства подземного фундамента и установки опор могут быть разнесены в горизонтальной плоскости на расстояние до 2м

Для установки осветительной опоры в месте недопускающем устройство фундамента предусмотрено использование выносного фундамента. Точки устройства подземного фундамента и установки опор могут быть разнесены в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

между собой. После

детали бетоном на

Стержней с резьбой. На

Анкерный фундамент для мачт и опор освещения производится по Техническому заданию Заказчика или по разработанному проекту. Высота фундамента, количество и диаметр стержней назначаются проектировщиком в зависимости от параметров грунтов в месте установки, ветровой нагрузки на надземную часть осветительной мачты или опоры, а также назначения и типа самой опора.

Фундамент для опоры изготавливается отдельно, а затем устанавливается в грунт, путем заливки закладной детали бетоном. Это так называемая фундаментная плита.
Тип, габариты, мощность (несущая способность) фундаментов опор рассчитываются в каждом конкретном случае в зависимости от следующих параметров:
• Регион эксплуатации (ветровая нагрузка, глубина промерзания и состав грунта)
• Назначение опоры, мачты
В зависимости от типа фланцевой опоры выбирается ответный фланец закладной детали.

Часто для установки опор используют металлические фундаментные блоки, которые вообще не нуждаются в бетонировании – они вдавливаются или вбиваются в грунт. Это позволяет свести к минимуму земляные работы и сделать их менее шумными, что весьма важно в условиях городской среды. Внешне они похожи на фланцевую закладную деталь с дополнительной защитой от коррозии.
В последнее время всё большей популярностью пользуются свайно-винтовые фундаменты. Они представляют собой сваи с винтообразными лопастями, которые вворачиваются в грунт. Несомненные достоинства винтовых свай – лёгкость монтажа, отсутствие предварительных земляных работ и возможность использования в проблемных грунтах без применения тяжёлой техники.

Источник

Фундамент из винтовых свай под опору освещения

В статье рассказывается о проектировании и устройстве фундаментов из винтовых свай под опоры освещения.

Содержание статьи:

Опоры освещения – это столбы, которые устанавливаются для освещения автомобильных дорог, жилых территорий и т.п.

1. Проектирование стоек освещения

Проектирование опор освещения включает:

• Выбор формы, материала и высоты стоек.

Столбы бывают конические (круглые в сечении) и пирамидальные (граненые, восьмигранные). Форма конуса считается более предпочтительной, так как такая конструкция способна выдерживать порывы ветра до 44 м/с.

Материал стоек – чаще металл. Выдерживая перепады температур от -50 до +50 градусов, он позволяет устанавливать конструкции в разных климатических условиях.

Высота столбов, как правило, варьируется от 4 до 12 метров (для установки над проезжей частью, над пешеходной зоной, для декоративного освещения) и рассчитывается в соответствии с «Правилами устройства электроустановок».

Учитывает все статические (постоянные) и динамические воздействия на стойки. К постоянным нагрузкам относят суммарный вес самой опоры, арматуры, консолей, фланцевых оснований, светильников и проводов (расчеты выполняются с коэффициентами, разработанными для различных конфигураций стоек, консолей и светильников).

К динамическим воздействиям относят нарастание нагрузок (толкающее усилие), вызванное порывами ветра (расчеты выполняются с коэффициентом динамического нарастания, который учитывает увеличение нагрузки в присутствии колебаний, вызванных порывами ветра), гололедно-ветровые нагрузки.

• Проведение исследований на устойчивость.

Расчет на устойчивость проводится с выполнением опытных испытаний на изгиб, кручение, опрокидывание под воздействием динамических сил.

2. Проектирование фундаментов опор освещения

Тип, габариты и несущая способность фундаментов опор освещения рассчитываются в каждом конкретном случае в зависимости от:

• региона эксплуатации (ветровая нагрузка, глубина промерзания грунта);
• результатов инженерно-геологических изысканий для строительства (тип грунта);
• сведений о сейсмичности района строительства;
• данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности осветительных столбов, фундаментов и условий их эксплуатации;
• действующих на опорные конструкции и фундаменты нагрузок;
• условий существующей застройки и влияния на нее нового строительства;
• размеров земельных участков для размещения опоры наружного освещения или прожекторной мачты.

Фундаменты должны соответствовать требованиям прочности, то есть способности воспринимать воздействия боковой и вертикальной статических нагрузок от опоры.

Глубина закладки фундамента определяется высотой столба.

Компания «ГлавФундамент» имеет опыт проектирования и установки фундаментов из винтовых свай под опоры освещения, к примеру, для участка автодороги 1Р242 «г. Пермь-граница Свердловской области», протяженностью 448 км.

3. Реконструкция автодороги 1Р242

Геологические изыскания показали, что площадка строительства представлена насыпными грунтами, состоящими из влажной и водонасыщенной смеси песка средней крупности и пылеватого коричневого полутвердого суглинка. На основании этих данных в системах автоматизированного проектирования был выполнен численный расчет несущей способности винтовых свай по двум группам предельных состояний.

Моделирование выполнялось в трехмерной постановке, в качестве модели материала для стальной сваи принималась модель Мизеса, в качестве модели грунта – упругопластическая модель с критерием разрушения Кулона–Мора.

По результатам численного моделирования при требуемой проектной несущей способности максимальная осадка сваи составила 12,0 мм, что не превысило предельного значения средней осадки фундамента 150 мм (СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»). Следовательно, несущая способность по грунту обеспечивается.

Расчеты по второй группе предельных состояний показали, что максимальное горизонтальное перемещение верха сваи благодаря элементу сопротивления боковым нагрузкам составляет 25 мм, следовательно, условие по деформациям также обеспечивается.

Численный анализ результатов расчета по оценке несущей способности сваи по материалу показал, что несущая способность по материалу ствола винтовой сваи при горизонтальной нагрузке на опору освещения обеспечивается с запасом, т.к. максимальные эквивалентные напряжения, возникающие в стволе сваи, составляют 220 Мпа и не превышают значение расчетного сопротивления стали (235 МПа). Условие по обеспечению несущей способности стальных элементов выполняется с запасом, при этом коэффициент запаса равен 1,07.

В результате расчетов было принято решение использовать винтовые сваи для сезоннопромерзающих грунтов широколопастные с двумя лопастями СВС 500(8)/1- 500(8)/1 — 219(6)/3000 с элементом сопротивления боковым нагрузкам.

Для обеспечения минимального нарушения структуры грунта в процессе установки и включения в работу сваи максимального объема околосвайного массива грунта, на основании данных о грунтовых условиях был осуществлен подбор конфигурации лопасти винтовой сваи (лопасть для несвязных грунтов). Подробнее – «Ключевые принципы подбора параметров лопастей винтовых свай».

Расчет долговечности с проверкой остаточной толщины стенки ствола винтовой сваи на соответствие проектным нагрузкам подтвердил, что рекомендованные марка стали (подробнее «Использование сталей разных марок в производстве винтовых свай») и толщина металлопроката (подробнее «Расчет толщины стенки ствола на основании требований к сроку службы») обеспечат срок службы сооружения, соответствующий требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность конструкций и оснований. Основные положения».

Источник