Способ усиления фундаментов и крепления к ним стальных опор линий электропередачи

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2452817:

Слесарев Валерий Алексеевич (RU)
Слесарев Сергей Валерьевич (RU)

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к усилению фундаментов и узлов крепления к ним опор линий электропередачи и других подобных сооружений. Способ усиления фундаментов и крепления к ним стальных опор линий электропередачи включает усиление поврежденной части фундаментов несущей обоймой и усиление крепежных элементов опор к фундаментам. С целью повышения несущей способности поврежденных элементов крепления в несущей обойме устанавливают арматурные выпуски, которые крепят к базам стальных опор. Технический результат состоит в повышении надежности и долговечности, снижении эксплуатационных затрат. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к усилению фундаментов и узлов крепления к ним опор линий электропередачи и других подобных сооружений.

В нашей стране эксплуатируется несколько миллионов стальных опор на линейных объектах энергетики, железнодорожного транспорта, промышленных предприятий и др. Средний срок эксплуатации этих опор составляет 30-40 лет, при нормативных сроках 40-50 лет. По материалам обследований, после 30-40 лет эксплуатации значительная часть фундаментов под стальные опоры линий электропередачи требуют ремонта и усиления. Аналогичное положение с повреждениями фундаментов под стальные опоры линий электропередачи существует и в других странах. Например, в США после 25 лет эксплуатации 1% фундаментов стальных опор требует ремонта и усиления. Стоимость затрат на ремонтные работы по этим фундаментам в США составляет $600 миллионов в год.

Причинами разрушения фундаментов стальных опор и элементов крепления к ним являются разрушение структуры бетона от воздействия процесса «замораживание-оттаивание», карбонизация защитного слоя бетона и коррозия арматуры, разрушение структуры бетона и коррозия арматуры от воздействия агрессивных сред, электрокоррозия арматуры и крепежных элементов в зоне воздействия полей постоянного тока и ряд других. Все перечисленные причины разрушения бетона действуют на него только во влажной среде и, особенно, при переменном режиме «увлажнение-высыхание», который характерен для сооружений, эксплуатируемых на открытом воздухе, из-за интенсивного воздействия на них атмосферных осадков, стекающих по опоре на фундамент. Эти стоки, в большинстве случаев, агрессивны по отношению к бетону и арматуре, так как содержат растворы солей и частицы пыли, которые аккумулируются на элементах стальных опор, площадь которых составляет десятки квадратных метров. Поэтому, как следует из материалов обследований, основной объем разрушения бетона, коррозии арматуры и крепежных элементов приходится на надземную и, частично, верхнюю зону подземной части фундаментов до глубины 0,5-0,8 метра.

Надежность узла крепления стальной опоры к фундаменту определяется принятым для всех типов опор креплением при помощи анкерных болтов (К.П.Крюков, Б.П.Новгородцев. «Конструкции и механический расчет линий электропередачи», Ленинград, «Энергия», 1979 г., стр.164-165, рис.7-29). Такое крепление также подвергается интенсивной коррозии и не вандалоустойчиво, что особенно важно для районов, где существует опасность террористических актов.

Перечисленное свидетельствует о том, что фундаменты, а конкретно их надземные и, частично, подземные части, а также узлы крепления к ним стальных опор являются слабым звеном в системе передачи технологических нагрузок на основание и разработка способов их усиления, повышения долговечности - актуальная техническая проблема, требующая своего решения. Решение этой проблемы и является целью настоящего изобретения.

Известно техническое решение по изобретению «Способ восстановления целостности железобетонных опор и ремонтная рубашка для разрушенных железобетонных опор для линий электропередачи» RU 2312188 C1, 03.02.2006. По этому изобретению для восстановления целостности разрушенного фундамента предусматривается устройство сужающейся к низу рубашки из твердеющего раствора, которую выполняют с использованием клиновидной опалубки. Повышение живучести отремонтированного фундамента обеспечивается формой ремонтной рубашки (покатыми склонами), по которым вода скатывается в почву.

Это техническое решение, принятое за прототип настоящего изобретения, имеет следующие недостатки:

- согласно этому решению практически восстанавливается только разрушенный защитный слой бетона (см. фиг.1 описания изобретения), так как ремонтная рубашка, толщина которой к низу уменьшается до нуля, не может быть использована для размещения арматуры необходимой компенсации потери несущей способности фундаментом от разрушения бетона и коррозии арматуры;

- это техническое решение не выполняет поставленной задачи по повышению живучести восстановленного фундамента за счет скатывания атмосферных осадков по боковым граням с обратным уклоном, так как по этим граням скатывается такое же количество воды, что и в фундаментах с вертикальными боковыми гранями, а горизонтальная, верхняя поверхность фундамента остается не защищенной от увлажнения и размораживания;

- на наклонные боковые грани восстановленного фундамента будут действовать усилия от морозного пучения грунта, так как любые виды гидрофобных обмазок только снижают касательные усилия, передаваемые от морозного пучения грунта на вертикальную поверхность фундамента. При обратном уклоне боковых граней на них будут действовать нормальные усилия от морозного пучения грунта, которые в несколько раз превышают касательные усилия;

- не решается проблема восстановления несущей способности крепежных элементов (анкерных болтов), ослабленных коррозией.

Цель настоящего изобретения - устранение недостатков известного способа, решение проблемы восстановления несущей способности фундамента и крепления к нему стальной опоры, защиты от атмосферных воздействий, повышение долговечности.

Поставленная техническая задача решается тем, что:

- поврежденную часть фундамента усиливают несущей обоймой, которая увеличивает несущую способность ослабленного сечения фундамента не менее чем на 30%, согласно результатам исследований несущей способности железобетонных элементов, усиленных обоймами (В.В.Тереник, А.О.Борисов. Усиление сжатых, железобетонных колонн обоймами. «Жилищное строительство», №2, 2010 г., стр.24-25), а при недостаточной несущей способности тела фундамента она компенсируется несущей способностью самой обоймы;

- до бетонирования несущей обоймы зазор между опалубкой, фундаментом и грунтом основания уплотняют слоем сминаемого материала с высотой слоя, не менее величины морозного пучения грунта;

- при необходимости усиления крепежных элементов стальных опор к фундаменту при бетонировании несущей обоймы, кроме конструктивного армирования несущей обоймы устанавливают в ней анкерную арматуру, для дополнительного усиления крепления опоры к фундаменту;

- после бетонирования обоймы, по периметру верхней части фундамента выполняют отлив из коррозиестойкого материала;

- крепежные элементы фундамента и отлив защищают от повреждений и коррозии ударопрочным, морозостойким, твердеющим ремонтно-строительным материалом, который укладывают с уклоном от центра фундамента к его краям.

Технический результат от внедрения заявленного способа усиления фундаментов и крепления к ним стальных опор линий электропередачи достигается тем, что

- исключается воздействие сил от морозного пучения грунта на нижнюю часть несущей обоймы за счет сжатия сминаемого материала между нижним торцом обоймы и грунтом;

- компенсируется снижение несущей способности крепежных элементов опоры из-за коррозии или повреждений креплением к базе опоры выпусков арматурных элементов из несущей обоймы;

- защищаются от воздействия агрессивных атмосферных осадков, стекающих по стальной опоре, верхняя и боковые поверхности фундамента коррозиестойким отливом;

- защищаются от коррозии и актов вандализма крепежные элементы и отливы от механических повреждений твердеющим, ударопрочным и морозостойким материалом с уклонами от центра фундамента к его краям.

Таким образом, внедрение предложенного изобретения обеспечит повышение надежности и долговечности усиливаемых фундаментов и крепления к ним стальных опор линий электропередачи при любых повреждениях этих конструкций, так как при выполнении работ по усилению исключается увлажнение поверхностей фундаментов и от атмосферных осадков, стекающих по опоре, а конструктивные элементы усиления имеют расчетную долговечность не менее 50 лет, равную расчетному сроку эксплуатации оцинкованных стальных опор. Этот способ усиления позволит ликвидировать слабое звено в системе передачи технологических нагрузок на основание.

Предложенный способ усиления фундаментов и крепления к ним стальных опор линий электропередачи поясняется фиг.1, где изображен разрез усиливаемого фундамента с крепежными элементами.

Усиление фундамента 1 начинают с устройства котлована 2 на необходимую глубину и разборки разрушенного бетона 3. Затем по периметру фундамента 1 выполняют инвентарную опалубку 4, нижнюю часть зазора между ней, фундаментом 1 и дном котлована 2 уплотняют сминаемым материалом 5. После чего в этот зазор устанавливают конструктивную арматуру 6 и, при необходимости, дополнительные арматурные выпуски 7 для усиления крепежных элементов и бетонируют несущую обойму 8. Затем по верху усиленного фундамента 1, по его периметру, монтируют отливы 9, которые защищают вместе с крепежными элементами 10 от повреждений и коррозии покрытием 11. После завершения работ по усилению фундамента на его боковые поверхности наносят антикоррозионное покрытие 12 и производят обратную засыпку котлована.

Экономический эффект от внедрения предложенного изобретения заключается в сокращении затрат на ремонтные работы по фундаментам под стальные опоры, которые могут быть полностью исключены в течение всего расчетного срока эксплуатации электросетевого объекта или другого аналогичного объекта.

Возможность внедрения предложенного изобретения подтверждается технологичностью и конструктивной простотой выполнения работ по усилению фундаментов и крепления к ним стальных опор, которые могут производиться без отключения линий, силами ремонтного персонала электросетевых предприятий, с использованием средств малой механизации.

1. Способ усиления фундаментов и крепления к ним стальных опор линий электропередачи, включающий усиление поврежденной части фундаментов несущей обоймой и усиление крепежных элементов опор к фундаментам, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности поврежденных элементов крепления, в несущей обойме устанавливают арматурные выпуски, которые крепят к базам стальных опор.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью исключения действия усилий от морозного пучения грунта на нижнюю поверхность несущей обоймы, зазор между опалубкой, фундаментом и грунтом уплотняют сминаемым материалом на высоту, равную расчетной высоте морозного пучения грунта.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью исключения увлажнения поверхностей фундамента и повышения его долговечности, по периметру его верхней части выполняют отливы из долговечного, коррозиестойкого материала.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью защиты крепежных элементов от актов вандализма, а отливов от механических повреждений, их покрывают слоем ударопрочного, морозостойкого, твердеющего материала, который укладывают с уклонами от центра фундамента к его краям.

Изобретение относится к строительству, а в частности к усилению ленточных фундаментов мелкого заложения для зданий и сооружений. .

Конструкция усиления фундамента // 2440462

Изобретение относится к области строительства, а именно к усилению фундаментов аварийных, реконструируемых и строящихся зданий, подвергаемых в период эксплуатации неравномерным осадкам и нагрузкам, возникающим из-за неоднородности грунтов основания, неравномерной нагрузки на них, локального намачивания или промораживания.

Способ устранения крена опор в стесненных условиях // 2431019

Изобретение относится к строительству, а именно к способам устранения крена опор, прожекторных мачт, молниеотводов и опор электрификации на объектах газовой и нефтяной промышленности с использованием энергии взрыва.

Способ возведения фундамента // 2420628

Изобретение относится к строительству фундаментов на предварительно уплотненных грунтовых основаниях, а также строительству фундаментов в сложных инженерно-геологических условиях, в районах существующей застройки, а также для ремонта и реконструкции существующих зданий и сооружений.

Способ создания грунтоармированных оснований и фундаментов зданий и сооружений и устройство для его осуществления // 2415229

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве и усилении оснований и фундаментов на грунтах с низкой несущей способностью, техногенных грунтах или искусственных насыпях.

Способ усиления фундаментов // 2410492

Изобретение относится к усилению фундамента, под подошвой которого образовалась карстовая воронка, и может быть использовано при ликвидации карстовых провалов. .

Способ увеличения несущей способности фундамента // 2398935

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для увеличения несущей способности существующих массивных фундаментов при реконструкции, при замене устаревшего оборудования новым.

Способ возведения зданий комплексной застройки // 2391464

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на плитном фундаменте на естественном основании в условиях плотной городской застройки. .

Способ изготовления узла сопряжения сваи с существующим фундаментом при его усилении (варианты) // 2385384

Изобретение относится к области геотехнического строительства, а именно к изготовлению узла сопряжения сваи усиления с фундаментом. .

Способ выправления крена здания, возведенного на свайном фундаменте // 2382146

Изобретение относится к строительству, а именно к усилению свайных фундаментов зданий, получивших крен. .

Способ выравнивания зданий и сооружений // 2468150

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для устранения крена зданий и сооружений, у которых уровень неравномерных деформаций основания превысил предельно допустимые значения

Способ укрепления оснований фундаментов сооружений // 2472899

Изобретение относится к строительству, а именно - к возведению оснований и фундаментов строящихся зданий, усилению и реконструкции существующих сооружений

Способ усиления ленточного фундамента // 2472900

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при усилении ленточного фундамента существующих зданий и сооружений

Устройство для усиления фундаментов с обжатием грунта // 2482246

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при усилении отдельных фундаментов под колонны с обжатием грунта основания

Способ усиления фундаментов зданий и сооружений, подверженных действию сил морозного пучения грунтов // 2516037

Изобретение относится к строительству, в частности к реконструкции подземных частей зданий и сооружений при усилении существующих фундаментов, испытывающих значительные деформации от действия сил морозного пучения. Усиление фундаментов зданий и сооружений, подверженных действию знакопеременных нагрузок замерзания и оттаивания грунтов. Усиление фундамента буроинъекционными сваями производится в момент максимально возможного поднятия здания или сооружения силами морозного пучения. Технический результат состоит в обеспечении ликвидации негативного воздействия сил морозного пучения на строительные конструкции зданий и сооружений. 3 ил.

Способ создания защитных многооболочечных систем искусственных оснований и фундаментов зданий и сооружений и устройство для его осуществления // 2517585

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройству оснований и фундаментов зданий и сооружений на техногенных грунтах, подтапливаемых территориях, в том числе при подъеме и перемещении зданий и сооружений. Способ создания грунтоармированного основания зданий и сооружений включает возведение и заполнение оболочек через трубопровод-рукав. Защитная многооболочечная система искусственных оснований и фундаментов устраивается на подготовленное грунтовое основание, причем в начале укладывают щит-платформу из композитного материала, обладающего памятью формы, и укрепляют гибкими анкерными устройствами, затем к нему монтируют с помощью гибкой связи к распластанным оболочкам-домкратам, причем внутри них заранее выполняют элементы-секции, разделенные в вертикальном и горизонтальном направлениях гибкими мембранами-разделителями из композитных наноматериалов, а затем заполняют их рабочей средой, что позволяет увеличивать, уменьшать или поддерживать проектную высоту. К нижней оболочке-домкрату монтируют оболочки-домкраты гибкими связями, а на последней из них размещают верхнюю щит-платформу, к которой укрепляют гибкими связями здания или сооружения. Затем монтируют центральный гибкий стержень с патрубками, укрепляя их к оболочкам-домкратам, а потом присоединяют к щиту-регулятору и контейнеру с рабочей средой, после этого размещают контролирующую систему датчиков и соединяют со щитом-регулятором. Возведение или перенос здания или сооружения данной защитной многооболочечной искусственной системы возможно вести протаскиванием оболочек-домкратов через подготовленные отверстия-траншеи постепенно под существующими эксплуатируемыми зданиями и сооружениями без щитов-платформ и осуществляя подъем и опускание зданий и сооружений с учетом вышеописанного способа. Технический результат состоит в обеспечении безопасности и контроля регулирования положения зданий или сооружений, предупреждения чрезвычайных ситуаций. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для усиления фундаментов колонн // 2561425

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при усилении отдельных фундаментов под колонны с обжатием грунта основания. Устройство для усиления фундаментов колонн включает железобетонный пояс уширения, железобетонные консоли, используемые для обжатия грунта, соединенные с фундаментом стальными стержнями и имеющие закладные детали в виде направляющей трубы с приваренными по бокам стержнями, фиксирующими положение трубы в теле консоли, фасонки, приваренные к продольной арматуре ствола колонны, базовую плиту. Железобетонные консоли снабжены выпусками стержней с винтовой нарезкой на свободном конце, соединенными на гайках со стальной балкой, являющейся упором для домкрата. Сквозь направляющую трубу пропущен стальной стержень, одним концом упирающийся в домкрат, а другим, через стальную пластину, в железобетонный пояс уширения. Стенки трубы и стержень снабжены сквозными, расположенными перпендикулярно вертикальной оси отверстиями, предназначенными для размещения стального пальца, фиксирующего осадку пояса уширения под нагрузкой в момент совмещения одного из отверстий в стержне с отверстиями в стенках трубы. К продольной арматуре ствола колонны приварены четыре фасонки, соединенные с телом фундамента через базовую плиту, размещенную на его поверхности в зоне стыка с колонной. Технический результат состоит в повышении эффективности усиления отдельных фундаментов под колонны за счет более высокой степени обжатия грунта основания гидравлическими домкратами, увеличении прочности фундамента на продавливание колонной. 4 ил.

Способ усиления плитных фундаментов // 2592314

Изобретение относится к области геотехнического строительства, а именно к способу усиления фундаментов. Способ усиления плитных фундаментов включает устройство сквозного отверстия в фундаменте с оголением его верхней и нижней арматуры, погружение трубы, имеющей резьбу, для формирования сваи усиления и накручивание на нее пластины. К пластине предварительно приваривают продольные и поперечные арматурные стержни и соединяют с нижней арматурой фундамента. Технический результат состоит в повышении надежности сопряжения буроинъекционной сваи с существующим фундаментом (железобетонным ростверком или железобетонной плитой основания) при реконструкции зданий и усилении фундаментов, обеспечении получения при этом узла сопряжения, обеспечивающего включение сваи в совместную работу фундамента. 2 ил.

Способ усиления фундамента при реконструкции // 2633619

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при реконструкции зданий и сооружений, имеющих ленточный фундамент, свайный ростверк или безростверковый свайный фундамент, в связи с увеличением нагрузок на фундамент. Способ усиления фундамента при реконструкции включает создание штолен под подошвой фундамента существующего здания и задавливание из штолен домкратами многосекционных свай под подошвой фундамента с упором в существующую плиту фундамента, бетонирование полости сваи и формирование оголовка сваи. Способ реализуют в условиях, когда суммарное усилие задавливания свай превышает вес здания до реконструкции, устроенного или на свайном ростверке, или на ленточном фундаменте, или на безростверковом фундаменте. Штольни в местах установки свай создают поэтапно. Задавливание свай осуществляют из штолен, устроенных на соответствующем этапе под подошвой ростверка или ленточного фундамента, или под элементами здания, которые используют в качестве опорных элементов при упоре домкратов. На начальных этапах усиления используют несущую способность грунтового основания под фундаментом с учетом его ослабления штольнями, а на каждом последующем этапе используют несущую способность свайного ростверка с возведенными на нем конструкциями с учетом ослабления грунтового основания штольнями для свай, залавливаемых на очередном этапе. Технический результат состоит в обеспечении расширения сферы использования способа усиления фундамента, в частности, в условиях реконструкции при усилении фундамента, когда суммарное усилие задавливания свай превышает вес здания до реконструкции, повышении несущей способности. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ усиления фундамента // 2642762

Изобретение относится к строительству и, в частности, к инъекционному закреплению бутовой кладки фундамента при реконструкции зданий и сооружений. Способ усиления фундамента включает проходку в нем скважины, установку трубы-инъктора и нагнетание закрепляющего состава. После установки трубы-инъектора вдоль боковой поверхности с двух сторон фундамента и в ранее выполненную скважину, через которую уже осуществлена инъекция, погружают электроды. В закрепляющий состав вводят добавку порошка электропроводного материала, а в ходе нагнетания закрепляющего состава измеряют электрическое сопротивление тела фундамента между трубой-инъектором и каждым из электродов. Технический результат состоит в повышении надежности инъекционного закрепления бутовой кладки фундамента за счет обеспечения возможности контроля качества в процессе производства работ. 1 табл., 4 ил.