Строительство линий электропередачи часто ведется в районах со слабыми грунтами, в болотистой местности. Слабые грунты обычно водонасыщены, имеют высокую пористость и сжимаемость, они чувствительны к воздействию вибрации, имеют низкую несущую способность и испытывают деформации от пучения при промерзании, осадки при оттаивании.
От выбора типа фундамента в таких условиях существенно зависит стоимость строительства и эксплуатации всей линии электропередачи.
Так как максимальная длина типовых железобетонных свай составляет 12 м, то в настоящее время в электроэнергетике проблема закрепления опор в слабых грунтах часто решается применением фундаментов из забивных или винтовых металлических свай диаметром 219 мм, 325 мм или 426 мм с толщиной стенки до 16 мм. Стволы свай соединяются в процессе погружения при помощи сварки с использованием накладных пластин. При строительстве на глубоких болотах глубина забивки свай нередко превышает 20 м. Металлические фундаменты, как и все металлоконструкции, отличаются достаточно высокой стоимостью.
Прямой путь к сокращению затрат при строительстве и эксплуатации энергетических объектов — использование железобетона.
Кроме того, теплопроводность железобетонных свай более чем в 40 раз ниже теплопроводности стальных, что существенно сокращает глубину оттаивания и промерзания грунта в северных районах и позволяет сократить проблемы, связанные с пучением фундаментов.
Специалисты НИЛКЭС, многие годы занимающиеся разработкой типовых и уникальных проектов опор и фундаментов ВЛ, разработали и внедрили в производство новый тип железобетонных электротехнических свай — составные сваи.
Серия унифицированных составных свай для электросетевого строительства длиной до 24 м разработана в рамках проекта 22.003 «Сваи железобетонные составные».
Отличительной особенностью электротехнических свай является наличие в оголовке специальной закладной детали (шпилька с резьбой М42 или М48), которая позволяет устанавливать стальные балки ростверков для закрепления различных сооружений.
Во вновь разработанном проекте 22.003 представлена серия унифицированных составных свай длиной от 13 м до 24 м с шагом 1 м. Сваи состоят из двух секций, снабженных закладными деталями, с помощью которых отдельные секции свай соединяются между собой на строительной площадке при помощи сварки. Основная (нижняя) секция сваи длиной 12 метров после ее погружения стыкуется с дополнительной, длина которой меняется от 1 м до 12 м с шагом 1 м. Узел соединения секций не уступает по прочности самой железобетонной свае. Его конструкция защищена патентом RU 220342 U1.
Особое внимание уделено схеме испытания. Схема защемления и место приложения нагрузок выбрана таким образом, что при задании испытательной нагрузки на сваю с коэффициентом С = 1.4, нагрузка на металлические элементы узла составляла 100% от расчетной. Размеры поперечного сечения свай и общие принципы армирования аналогичны конструкциям серии 3.407.9-146 (1974 года разработки).
В проекте составных свай 22.003 предложены уже не два, а четыре варианта армирования с арматурой A500 (вместо А400 в типовом варианте) диаметрами 18 мм, 20 мм, 22 мм и 25 мм. Несущая способность на изгиб составляет соответственно 12,5 тм, 15,0 тм, 18,0 тм и 22,6 тм. Класс прочности бетона принят равным В30. Марки бетона по морозостойкости (F) и водонепроницаемости (W) указываются в заказе на сваи в зависимости от агрессивности среды эксплуатации в соответствии с СП 28.13330 «Защита строительных конструкций от коррозии». В любом случае эти показатели должны быть не ниже F200, W6.
Более подробная информация о разработанном проекте содержится в статье «Составные железобетонные сваи для объектов электроэнергетики», опубликованной в журнале «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение».
В середине декабря 2023 года все четыре типа новых составных свай успешно прошли контрольные испытания.
Увеличение количества вариантов и повышение класса арматуры позволяет выбирать оптимальные для каждого конкретного объекта сваи, сокращая стоимость объекта строительства. Конструктивные решения составных свай обеспечивают возможность погружения свай стандартным сваебойным оборудованием, что исключает необходимость лишних затрат на закупку новой строительной техники. В проекте даны рекомендации по обеспечению целостности голов свай при забивке. Все конструкции альбома имеют сквозную специально разработанную маркировку, что позволяет заказчику выбрать и заказать сваю необходимой длины, которая будет соответствовать заявленным требованиям по прочности, водонепроницаемости и морозостойкости, исключив возможность ошибок.
Заводы ООО «ПО «Энергожелезобетонинвест», выпускающие весь перечень железобетонных конструкций для электротехнического строительства, освоили производство составных свай по указанному проекту.
Хотите получать актуальную информацию о новейших разработках опор и фундаментов для электроэнергетики, подпишитесь на наш канал.