Фундамент из винтовых свай под опору освещения

Прочее


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

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

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».

  • Расчет нагрузок.

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.

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.

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». 

Проектирование и установка опор освещения для железнодорожной станции




Была ли информация для Вас полезной?
11
3
3

Статьи по теме