Сооружение фундаментов. Заземление опор
Сооружение фундаментов. Сборные железобетонные фундаменты устанавливают с помощью автомобильных или тракторных кранов. Дно котлованов предварительно зачищают и выверяют по нивелиру. При наличии нескольких котлованов расхождения в отметках их оснований не должны превышать 10 мм.
Котлованы, заполненные водой, перед монтажом подножников осушают, зачищая их основания до плотного грунта. При отклонении от проектной отметки подсыпают основания гравийно-песчаной смесью, которую тщательно уплотняют. При установке подножников на слабый грунт делают бетонную или гравийную подушку. Гидроизоляцию подножников, как правило, выполняют на заводах. При монтаже обычно восстанавливают гидроизоляцию на поврежденных при перевозке местах.
Установленные подножники выравнивают и разворачивают в котловане по шаблону так, чтобы анкерные болты вошли в проемы шаблона. Средние метки шаблона должны быть расположены точно по шнурам, натянутым между кольями сторожки через центр опоры. Шаблон закрепляют гайками на анкерных болтах подножника. Затем выверяют по отвесу правильность установки подножников по вертикали, закрепляют на них ригели, укладывают заземлители (если они предусмотрены проектом) и начинают засыпку котлована.
Засыпают котлованы обычно бульдозерами. Грунт тщательно уплотняют слоями по 25-30 см. Засыпка котлована мерзлым грунтом допускается в количестве не более 15% общего объема. Поэтому зимой принимают меры против смерзания вынутого из котлована грунта, используемого для засыпки. Высоту засыпки принимают (с учетом возможной усадки грунта) обычно на 0,2-0,3 м выше планировочной отметки.
Шаблоны снимают с подножников после засыпки котлована не менее чем на половину глубины.
Фундамент принимают под установку опор, если расстояния между осями подножников отличаются не более чем на 20 мм от проектных, разность между верхними отметками подножников не превышает 20 мм, а отклонение верха подножника от вертикали вдоль и поперек линии не превышает 50 мм.
Данные об устройстве фундаментов заносят в журнал, в котором указывают характеристику грунта, уровень грунтовых вод, тип фундамента и номер его паспорта, отклонения в установочных размерах, наличие и размер подсыпки, а также способ гидроизоляции. Журнал подписывается прорабом и мастером и проверяется представителем технадзора заказчика.
Сварные фундаменты сооружают с помощью сваебойных и вибровдавливающих агрегатов. Процесс погружения сваи состоит из следующих операций: подъема сваи в направляющие агрегата и закрепления ее в наголовнике, установки агрегата на домкраты, ориентировки сваи над точкой погружения и собственно погружения.
В плотные грунты сваи погружают, предварительно пробурив направляющие (лидерные) скважины, которые по диаметру и глубине должны соответствовать размерам свай. Так, для свай сечением 300х300 мм и длиной 6 м диаметр лидерной скважины принимают 200 мм, а глубину -5,3 м. Увеличение размеров скважин или устройств дополнительной скважины рядом с основной облегчает погружение свай, однако уменьшает их несущую способность. Чтобы облегчить погружение свай, лидерные скважины разрешается заполнять водой - вымачивать в течение 1-2 ч.
Работы по погружению свай оформляют в специальном журнале. Расстояние в плане между центрами свай не должно отличаться от проектного более чем на 20 мм, а разность между верхними отметками анкерных болтов не должна превышать 20 мм.
Монолитные фундаменты обычно выполняют на месте установки опор, приготовляя бетон на бетоносмесительном узле или непосредственно у места укладки - на передвижной бетономешалке.
Для монолитных фундаментов устраивают опалубку из досок, в которую устанавливают арматуру и закладные детали. Анкерные болты подвешивают к установленным на опалубке шаблонам, выверяют по отвесу и смазывают солидолом. Бетон укладывают в опалубку по возможности без перерывов, уплотняя его вибратором. Уложенный бетон зимой защищают от замерзания, а летом от воздействия прямых солнечных лучей.
При бетонировании периодически проверяют положение шаблона с анкерными болтами и закладных деталей. Шаблоны разрешается снимать не раньше чем через сутки после окончания бетонирования. Распалубку фундаментов выполняют в зависимости от температуры наружного воздуха через 7-15 сут. Все дефектные места и раковины зачищают и заделывают цементным раствором, после чего на подземную часть фундамента наносят гидроизоляцию.
В журнал производства работ заносят дату укладки бетона и объем бетонирования, марку, состав и результаты испытаний контрольных образцов бетона, температуру наружного воздуха и бетона при укладке, дату распалубки.
При приемке монолитного фундамента под монтаж проверяют его геометрические размеры, отметки установки, расположение анкерных болтов. Отклонение от проектных размеров между осями болтов допускается до ±10 мм, а разность между верхними отметками- до 20 мм.
Фундаменты, устанавливаемые в грунты, агрессивные по отношению к бетону, изготовляют из специального сульфатостойкого цемента и покрывают защитными покрытиями.
В монолитных скальных породах с ненарушенной структурой фундаменты под опоры не устанавливают. В скале высверливают скважины, которые после закладки анкерных болтов заливают цементным раствором. Иногда применяют специальные анкерные болты с расклинивающейся нижней частью. После отверждения цементного раствора сооружают наземную часть фундамента из монолитного бетона или металла. Скважины бурят перфораторами, работающими от передвижных компрессоров. Если прочность скалы недостаточна, устанавливают фундаменты.
Заземление опор. Для прокладки заземляющих проводников и лучевых заземлителей роют траншеи глубиной 0,5 м. В каменистых и скалистых грунтах траншеи глубиной не менее 0,1 м разрабатывают взрывным способом. После прокладки лучевых заземлителей или заземляющих проводников и забивки электродов заземления все элементы соединяют электросваркой внахлест. Длина сварного шва должна быть не менее шести диаметров (при круглом сечении) или двойной ширины (при прямоугольном сечении) заземляющего проводника. Затем траншею засыпают землей и утрамбовывают. Иногда заземляющие проводники укладывают на дно котлована под фундаменты.
В местах с большим удельным сопротивлением грунта устраивают выносные (если вблизи опоры имеются места с более низким удельным сопротивлением грунта) или глубинные (если на большей глубине сопротивление грунта снижается) заземлители. Для снижения удельного сопротивления грунта его обрабатывают поваренной солью или содой. При этом заземлители укладывают на глубину, несколько большую глубины промерзания грунта.
В районах вечной мерзлоты часто невозможно обеспечить необходимое сопротивление заземляющего устройства обычными способами. В этом случае заземлители укладывают в непромерзающие водоемы, используют обсадные трубы скважин или создают искусственные талые зоны грунта, покрывая его поверхность в зимнее время слоем торфа или другого теплоизолирующего материала.
На устройство заземления составляют акт скрытых работ и исполнительный чертеж.
Установка опор
Организация работ. К установке опор, являющейся завершающим этапом основных строительных работ, приступают при наличии достаточного количества собранных Опор и готовых фундаментов. Нельзя пропускать отдельные опоры, так как это, во-первых, не позволяет монтировать провода в анкерном пролете, а, во-вторых, приводит к значительным потерям времени на возвращение бригады. Кроме того, необходимо перед установкой опор проверить их и фундаменты на соответствие требованиям проектов, правил и норм, так как любой дефект намного проще и дешевле устранить на собранной опоре, чем на установленной.
Установка опор состоит из подготовительных работ, подъема, выверки, закрепления опор и демонтажа вспомогательного оборудования и приспособлений.
Подготовительные работы включают расстановку машин, механизмов и приспособлений (кранов, тракторов, лебедок, блоков, подъемных стрел) и устройство якорей. Подъем опоры заключается в выведении ее с помощью машин и механизмов в вертикальное положение. При выверке поднятую опору устанавливают в положение, которое она должна занимать согласно проекту. После закрепления (в грунте, на фундаменте, на оттяжках) опора приобретает расчетную устойчивость и готовность к монтажу проводов. Завершаются работы демонтажем оборудования и такелажных средств и переходом к следующей опоре.
Опоры ВЛ 35 кВ и выше устанавливают в соответствии с технологическими картами, в которых указаны последовательность и технология выполнения работ, применяемый такелаж и приспособления, схемы подъема, расстановка машин и механизмов. Последовательность выполнения операций при установке опор ВЛ до 10 кВ определяется картами трудовых процессов. При установке опор в стесненных условиях (вблизи действующих ВЛ, на пересечении с естественными и искусственными препятствиями, на косогорах и др.) разрабатывают специальные проекты производства работ, учитывающие местные условия и последовательность выполнения операций.
Способы установки опор. Такелажные средства. Опоры ВЛ устанавливают несколькими способами: краном, краном и тракторами, падающей стрелой и тракторами, краном-установщиком, а иногда - вертолетом. В отдельных случаях их устанавливают методом наращивания.
Если масса опоры меньше грузоподъемности имеющегося крана, а высота подъема крюка от поверхности земли достаточна, чтобы приподнять (вывесить) опору над котлованом, опору устанавливают одним краном. Если одно из указанных условий не может быть выполнено, опору устанавливают краном и тракторами, причем расчетное усилие на крюке крана при подъеме опоры должно быть не более его грузоподъемности, а высота подъема крюка должна обеспечивать поворот опоры на угол не менее 30-45°. Если установить опору этими способами невозможно, ее поднимают с помощью падающей стрелы и тракторов. Самым рациональным и экономичным является способ установки опоры краном, требующий минимального объема подготовительных работ, такелажа и механизмов.
Для выбора или проверки такелажных средств (тросов и канатов, блоков и полиспастов, шарниров, падающих стрел) необходимо знать усилия, возникающие при подъеме опор. Эти усилия непостоянны и изменяются в процессе подъема опоры.
При установке опор падающей стрелой максимальное усилие в тяговом тросе возникает в начальный момент подъема. Затем оно постепенно уменьшается и, когда опора принимает вертикальное положение, исчезает. Аналогично изменяется усилие в падающей стреле и "вожжах", соединяющих ее со стволом опоры. Это является достоинством способа установки опор падающей стрелой, так как выявленные в начале подъема неисправности такелажа могут быть легко устранены.
Нагрузки, действующие на шарнир и фундаменты при подъеме опоры, могут увеличиваться и достигать максимальных значений при углах ее наклона 30-50°. Кроме того, при установке некоторых типов опор возникают дополнительные усилия: сжимающие (от "вожжей"), изгибающие (от собственной массы) и др. По результатам расчетов опоры усиливают, устанавливая дополнительные временные элементы - распорки, раскосы, стяжки, и подбирают необходимые такелажные средства.
Установка деревянных и железобетонных опор ВЛ до 10 кВ. Одностоечные опоры, как правило, устанавливают буро-крановыми машинами БМ, БКМ и другими непосредственно после бурения котлованов. Машину располагают на расстоянии около 0,5.м от края котлована, опускают выносные опоры (аутригеры), распускают тяговый трос лебедки, цепляют универсальный строп на расстоянии 1 -1,5 м выше центра тяжести стойки, крепят в 2,5- 3 м от нижнего торца веревочные оттяжки, поднимают (вывешивают) опору над котлованом и, направляя ее комель оттяжками, опускают в котлован. Во время спуска опоры ее разворачивают так, чтобы траверсы или крюки были перпендикулярны оси ВЛ. Затем подсыпают в котлован немного грунта, выправляют и выверяют опору, засыпают котлован полностью грунтом, послойно трамбуя его, и снимают строп. Кроме того, для установки таких опор можно использовать кран, машину ММТС-2 с бесстроповым гидравлическим захватом или раскаточно-навешивающую машину РМТС-3 и др.
А - образные опоры устанавливают автомобильными или тракторными кранами, так как грузоподъемность бурокрановых машин недостаточна. Опору поднимают двухветвевым стропом, цепляя его за верхнюю часть опоры (деревянную - над поперечиной, железобетонную - чуть ниже траверсы). Чтобы избежать перекоса, обе ветви стропа закрепляют на равном расстоянии от вершины опоры.
При достаточной высоте подъема крюка крана опору устанавливают в заранее отрытый котлован так же, как одностоечную. Если высоты подъема крюка не хватает, опору предварительно выкладывают так, чтобы торцы стоек находились у краев котлованов. При подъеме опоры грузовым крюком комли стоек соскальзывают в котлован по доскам, предварительно установленным в качестве направляющих в верхней части котлована и одновременно защищающих его стенки от разрушения. После подъема крюка до верхней точки доводят опору до вертикального положения, перемешаю стрелу крана.
Опоры с подкосами устанавливают бурокрановыми машинами. Сначала в один котлован опускают стойку опоры и присыпают ее основание грунтом. Затем поднимают подкос, опускают его нижний коней в другой котлован, а верхний подводят к стойке и, придерживая крюком, закрепляют болтами или специальными кронштейнами. После установки опору выправляют, выверяют, засыпают котлован грунтом и снимают стропы.
Установка одностоечных деревянных и железобетонных опор ВЛ 35-220 кВ краном. Сравнительно большие масса и высота одностоечных деревянных и железобетонных опор ВЛ 35-220 кВ не позволяют применять для их установки бурокрановые машины. Поэтому такие опоры (рис.29) поднимают кранами СМК-10, К-162 и другими соответствующей грузоподъемности. Собранную опору 2 поднимают краном и опускают в котлован 4 так же, как и опоры ВЛ до 10 кВ. Верхние ригели обычно закрепляют после установки опоры, для чего роют специальную траншею, укладывают в нее краном ригель и крепят его к стойке хомутами. Затем опору выверяют и засыпают котлован.
Рис.29. Установка одностоечной деревянной (железобетонной) опоры ВЛ 35-220 кВ краном:
а - выкладка,
б - подъем к опускание котлован;
1 - стрела крана,
2 - опора,
3 - оттяжка.
4 - котлован.
Аналогично устанавливают промежуточные П - образные деревянные опоры ВЛ 35-110 кВ массой до 2,5 т.
При подъеме одностоечных железобетонных опор 1 краном-установщиком К-ЛЭП-7 (рис.30) их выкладывают по оси ВЛ так, чтобы нижний торец стойки находился на расстоянии 1,5 м от центра котлована 3. Кран 2 с поднятой стрелой подводят к опоре со стороны торца и устанавливают на аутригеры 4. Выдвинутую телескопическую стрелу опускают на стойку и закрепляют на ней в двух точках. Затем поднимают стрелу вместе с опорой в вертикальное положение, опускают опору в котлован, выправляют и засыпают грунтом.
Рис.30. Установка одностоечной железобетонной опоры ВЛ 35-220 кВ краном-установщиком К-ЛЭП-7:
1 - опора.
2 - кран,
3 - котлован,
4 - выносные опоры (аутригеры);
Iи II - положения опоры при подъеме
Установка одностоечных железобетонных опор ВЛ 35-220 кВ краном и трактором (рис.31). Если невозможно установить опору одним краном (например, в слабых грунтах, где котлован разрабатывают экскаватором и кран не может подойти близко), собранную опору 1 выкладывают по оси линии над вырытым котлованом 8 так, чтобы нижний торец стойки находился на расстоянии 1,5-2 м от бровки котлована (положение /). Кран 4 устанавливают поперек оси ВЛ на аутригеры на расстоянии 0,5-1 м от центра тяжести опоры на краю котлована под нижней траверсой опоры крепят две боковые расчалки 3 из троса длиной около 50 м и разводят их к двум лебедкам 2, установленным на расстоянии 25-30 м от оси ВЛ и от центра котлована. К стойке опоры крепят тормозной трос 7, идущий к лебедке трактора 6, а к нижней траверсе - веревочную лестницу, предназначенную для снятия оттяжек после установки.
Рис.31. Установка одностоечной железобетонной опоры ВЛ 35- 220 кВ краном и трактором:
1 - опора.
2 - лебедка.
3 -боковые расчалки.
4 - кран.
5, 7 - тяговый и тормозной тросы.
6 - трактор,
8 -котлован,
10 и 11 - положения опоры при подъеме
Сначала опору поднимают краном на максимально возможную высоту (не менее чем на 30-45°), при этом низ стойки, подтормаживаемый лебедкой трактора, опускается в котлован. Когда стойка упрется в дно котлована (положение //), подъем опоры краном прекращают, отцепляют от трактора тормозной трос и переводят трактор на подъем опоры. Для этого прицепляют к тракторной лебедке тяговый трос 5 и натягивают его до тех пор, пока грузовой трос крана не ослабнет. После этого строп крана отцепляют от опоры и переводят кран на торможение. Одновременно боковыми лебедками натягивают расчалки. Дальнейший подъем опоры продолжают тяговой лебедкой трактора, регулируя положение опоры по оси ВЛ боковыми расчалками. При подходе к вертикальному положению опору подтормаживают этими же боковыми расчалками. После выверки опоры устанавливают ригели и засыпают котлован.
Аналогично устанавливают П - образные деревянные опоры ВЛ 110 кВ массой свыше 2,5 т.
Иногда тяговый трос прикрепляют не к лебедке, а непосредственно к трактору и поднимают опору передвижением трактора. При этом особое внимание обращают на то, чтобы трактор двигался строго по оси ВЛ, а расчалки были все время натянуты. Во многих случаях расчалки крепят не к лебедкам, а к автомашинам или тракторам, что несколько упрощает установку опоры.
Одностоечные опоры с оттяжками устанавливают также краном и трактором. До начала подъема стойки опор соединяют с фундаментами шарнирами, вокруг которых вращают опору при подъеме. Торможение низа опоры в этом случае не требуется. К стойкам опор присоединяют оттяжки, используя их в качестве боковых растяжек. После установки опоры оттяжки присоединяют к ранее смонтированным анкерным плитам и, регулируя их натяжение, выправляют опору.
Угловые опоры с оттяжками устанавливают с небольшим наклоном к внешней стороне угла поворота ВЛ, чтобы в дальнейшем под тяжением смонтированных проводов они заняли проектное положение.
Установка АП - образных деревянных опор ВЛ 35-220 кВ падающей стрелой (рис.32). При установке этих опор в качестве тяговых средств применяют тракторы Т-100М, а в качестве якорей - бульдозеры.
Опору 1 выкладывают на подкладках 13 по оси котлованов 12 так, чтобы приставки находились над котлованами, между которыми устанавливают падающую стрелу 7. К верхушке стрелы крепят "вожжи" 6. Свободные концы "вожжей" прикрепляют к стойкам опоры в местах их соединения с траверсой. Тяговый трос 9 тракторной лебедки 10 крепят к верхушке стрелы через полиспаст 8, к приставкам в местах их соединения с ригелями крепят нижние тормозные тросы 2, а к середине траверсы - верхний тормозной трос 5. Устанавливают в нижней части А-образных ферм временные распорки и усиливают дополнительными накладками сопряжения приставок со стойками (если они выполнены встык).
Рис.32. Установка АП - образной деревянной опоры ВЛ 35-220 кВ тракторами и падающей стрелой:
1-опора,
2,5 - нижний и верхний тормозные тросы,
3,4 - тормозные тракторы,
6 - "вожжи",
7 - падающая стрела,
8 - полиспаст,
9- тяговый трос,
10 - тракторная лебёдка,
11 - тяговый трактор,
12 - котлован, 1
13 - подкладки;
I, II, III и I’, II’, III’-положения опоры и падающей стрелы при подъёме
В начале подъема опора поворачивается на подкладках вокруг точек крепления нижних тормозных тросов. После поворота опоры на 40-45° начинают плавно отпускать нижние тормозные тросы и приставки опускаются вниз до упора в дно котлованов. Дальнейший подъем производят поворотом опоры вокруг точек упора приставок в котлованах. Нижние тормозные тросы отпускают и переводят трактор на верхний тормозной трос.
При дальнейшем подъеме падающая стрела выходит из работы и повисает на тяговом тросе или специальном канатике, а опора выходит в вертикальное положение и становится на четыре приставки. После этого выверяют ее положение, засыпают котлованы и демонтируют такелаж.
Таким же способом устанавливают тяжелые П - образные деревянные промежуточные опоры ВЛ 220 кВ.
Установка металлических опор ВЛ 35-220 кВ. Металлические опоры устанавливают в основном теми же методами, что и железобетонные. Одностоечные свободностоящие опоры массой до 4-5 т и высотой 10-15 м поднимают краном, массой 5-10 т и. высотой до 22 м - краном и трактором, более 10 т - падающей стрелой и тракторами. Портальные опоры почти всех типов устанавливают падающей стрелой и тракторами. Одностоечные опоры некоторых типов поднимают кранами-установщиками КВЛ-8 или КВЛ-12Б.
Опору, устанавливаемую краном, предварительно выкладывают у фундамента так, чтобы ее центр тяжести находился как можно ближе к центру фундамента. Затем опору стропят выше ее центра тяжести и поднимают краном над фундаментом. Отверстия в пятах опоры совмещают с анкерными болтами, после чего плавно опускают опору на фундамент, выверяют и закрепляют на анкерных болтах.
Опоры, устанавливаемые краном и трактором, предварительно выкладывают строго по оси трассы и закрепляют в шарнирах на фундаментах, усиленных, если необходимо, деревянными распорками. Грузовой строп крана крепят над центром тяжести опоры, выше него - к жесткой диафрагме - цепляют тяговый трос, а за верхушку опоры - тормозной.
Поднимают опору краном, поворачивая на шарнирах не менее чем на 30-45° и выводя в вертикальное положение трактором так же, как одностоечную железобетонную. Затем снимают домкратами поочередно с каждой ноги опоры шарниры, надевают пяты на анкерные болты, выверяют и затягивают гайки.
Установка опор вертолетами. В тяжелых условиях, когда обычные способы применить невозможно или экономически нецелесообразно, используют вертолеты. Собранную на монтажной площадке опору доставляют вертолетом на пикет и сразу устанавливают на подготовленный фундамент (способ свободного монтажа опор). Предварительно на фундаменты устанавливают специальные улавливающие устройства, снабженные съемные наклонными боковыми стенками. Так обычно устанавливают металлические опоры сравнительно небольшой массы.
Тяжелые металлические опоры устанавливают вертолетом с помощью шарниров. Для этого на двух фундаментах предварительно монтируют шарниры специальной конструкции, соединяют с ними пяты (башмаки) заранее собранной опоры и закрепляют на ее верхушке подъемный грузовой трос. Вертолет, поднимаясь в воздух, поворачивает на тросе опору вокруг шарниров и выводит ее в вертикальное положение. После этого шарниры снимают и закрепляют опору на фундаменте.
Аналогично иногда устанавливают железобетонные одностоечные и металлические портальные опоры на оттяжках.
Выверка и закрепление опор. Поднятая опора должна быть выверена, т. е. приведена в положение, при котором ее ось вертикальна поверхности земли, а траверсы находятся под углом 90° к оси ВЛ. Все опоры должны быть расположены в створе линии. Траверсы угловых опор должны быть направлены по биссектрисе угла поворота ВЛ.
Свободностоящие опоры выверяют теми же кранами и тяговыми механизмами, которые применялись при их установке, а опоры с оттяжками, -натягивая оттяжки. Контролируют выверку теодолитом, отвесом, биноклем. Одностоечные опоры разворачивают в проектное положение, различными приспособлениями.
После выверки опоры окончательно закрепляют в грунте или на фундаментах. Опоры, устанавливаемые непосредственно в грунт, закрепляют, засыпая котлован грунтом, песком, песчано-гравийными или щебеночными смесями (в соответствии с указаниями проекта). При засыпке слои грунта тщательно трамбуют.
Металлические свободностоящие опоры закрепляют гайками на анкерных болтах фундаментов. На промежуточных опорах устанавливают на болт одну гайку, а на анкерных и угловых - две. Опоры с оттяжками закрепляют, натягивая оттяжки до создания в них расчетных усилий, контролируемых специальным прибором.
На смонтированных опорах закрепляют тонкую стальную пластину с порядковым номером и годом установки опоры, а также плакаты, предупреждающие об опасности. Железобетонные опоры часто маркируют трафаретными штампами.
После выверки опор соединяют проложенные при их сборке заземляющие спуски или заземляющие болты, расположенные у основания, с заземлителями. На железобетонных и металлических опорах такое соединение выполняют сваркой или болтовыми зажимами, а на деревянных - болтовыми зажимами. В любом случае соединение заземляющих спусков или болтов с заземлителями должно быть доступно.
Установка опор оформляется в журнале, в который заносят отклонения опор и их элементов от проектного положения и другие данные.