Особенности проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи

7.1 Требования настоящего раздела должны соблюдаться при проектировании оснований опор воздушных линий электропередачи и опор открытых распределительных подстанций напряжением от 1 кВ и выше.

По характеру нагружения опоры подразделяют на промежуточные, анкерные, угловые и специальные, применяемые на больших переходах.

7.2 Расчетные характеристики грунтов должны устанавливаться в соответствии с требованиями подраздела 5.3.

При расчете оснований по деформациям значение коэффициента надежности по грунту g_g допускается принимать равным единице. Для массовых опор нормативные значения характеристик допускается принимать по таблицам приложения Б, причем значения j_n, с_n и Е глинистых грунтов с показателем текучести 0,75 < I_L £ 1,0 следует принимать по результатам испытаний грунтов.

Расчет оснований по несущей способности следует выполнять при значениях коэффициентов надежности по грунту g_g для: плотности r₁ - g_g = 1; угла внутреннего трения j_I - g_g = 1,1; удельного сцепления c_I - g_g = 2 в песках, g_g = 2,4 в супесях при I_L £ 0,25, суглинках и глинах при I_L £ 0,5; g_g = 3,3 в остальных глинистых грунтах.

7.3 Расчет оснований по деформациям и несущей способности должен производиться для всех режимов работы опор. Динамическое воздействие порывов ветра на конструкцию опоры учитывают лишь при расчете оснований по несущей способности.

Предельные значения осадок и крена отдельных фундаментов при их загружении сжимающими нагрузками следует принимать по приложению Д.

7.4 Расчет оснований, сложенных пучинистыми грунтами, по несущей способности должен выполняться с учетом одновременного действия сил морозного пучения, постоянных и длительных временных нагрузок. Расчет оснований опор на одновременное действие сил морозного пучения и кратковременных нагрузок (ветровых и от обрыва проводов) не требуется.

7.5 Расчет оснований выдергиваемых фундаментов и анкерных плит по деформациям может не выполняться, если выдергивающая сила центральна по отношению к подошве фундамента (анкерной плите) и соблюдается условие

(F_n - G_ncosb) £ g_cR'₀A₀, (7.1)

где F_n - нормативное значение выдергивающей силы, кН;

G_n - нормативное значение веса фундамента или плиты, кН;

b - угол наклона выдергивающей силы к вертикали, град.;

g_c - коэффициент условий работы, определяемый в соответствии с 7.6;

R'₀ - расчетное сопротивление грунта обратной засыпки, кПа, принимаемое по таблице В.10 приложения В;

A₀ - площадь проекции верхней поверхности фундамента на плоскость, перпендикулярную линии действия выдергивающей силы, м².

7.6 Коэффициент условий работы g_c в формуле (7.1) принимают равным: g_c = g₁g₂g₃g₄, где g₁ = 1,2; 1,0 и 0,8 - для опор с базой В (расстояние между осями отдельных фундаментов), равной 5, 2,5 и 1,5 м; при промежуточных значениях В, значение g₁ определяют интерполяцией; g₂ = 1,0 для нормального и g₂ = 1,2 - для аварийного и монтажного режимов работы; g₃ = 1,0; 0,8 и 0,7 - для опор соответственно: промежуточных прямых; промежуточных угловых, анкерных и анкерно-угловых, концевых, порталов распределительных устройств; специальных; g₄ = 1,0 и 1,15 - соответственно для: грибовидных фундаментов и анкерных плит опор с оттяжками, стойки которых защемлены в грунте; анкерных плит опор, стойки которых шарнирно оперты на фундаменты.

7.7 Расчетное сопротивление грунта основания R под подошвой сжато-опрокидываемых фундаментов определяют по формуле (5.7) при коэффициенте g_c2 = 1.

Наибольшее давление на грунт под краем подошвы фундамента при действии вертикальной сжимающей и горизонтальных нагрузок в одном или в двух направлениях не должно превышать 1,2R.

7.8 Расчет оснований по деформациям при совместном воздействии на фундамент вертикальных (сжимающих или выдергивающих) и горизонтальных усилий сводится к соблюдению в каждом направлении действия горизонтальной силы условия

F £ F_R, (7.2)

где F и F_R - соответственно приведенная действующая и допускаемая горизонтальные силы на уровне верха фундамента, кН.

Значение F_R принимают как меньшее из результатов двух расчетов: при опрокидывании со сжатием и при опрокидывании с выдергиванием.

7.9 Основание и фундамент стоечной опоры должны удовлетворять требованиям расчета по деформациям

b < b_u, (7.3)

где b - угол поворота стойки на уровне поверхности грунта под воздействием горизонтальных сил и моментов, рад.;

b_u - предельно допустимое значение угла поворота, рад.

Значение b_u при действии опрокидывающих нагрузок не должно превышать 0,01 рад. В песках плотных и средней плотности, а также в глинистых грунтах при I_L £ 0,5 в случае установки перед стойкой не менее одного ригеля допускается b_u £ 0,02 рад. с обязательной проверкой стойки на прочность.

7.10 Расчет оснований по несущей способности при действии на фундамент (анкерную плиту) выдергивающей нагрузки производят исходя из условия

(F - g_fG_ncosb) £ g_cF_u,a/g_n, (7.4)

где F - расчетное значение выдергивающей силы, кН;

g_f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 0,9;

G_n - нормативное значение веса фундамента (плиты), кН;

b - угол наклона выдергивающей силы к вертикали, град.;

g_c - коэффициент условий работы, принимаемый равным единице;

F_u,a - сила предельного сопротивления основания выдергиваемого фундамента, кН, определяемая по 7.11;

g_п - коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным для опор: промежуточных прямых - 1,0; анкерных прямых без разности тяжений - 1,2; угловых (промежуточных и анкерных), анкерных (прямых и концевых) с разностью тяжений, порталов открытых распределительных устройств - 1,3; специальных - 1,7.

7.11 Силу предельного сопротивления основания выдергиваемого фундамента F_u,a, кН, определяют по формуле

F_u,a = g_bf(V_bf - V_f)соsb + с₀[A₁соs(j₀ - b/2) + A₂соs(j₀ + b/2) + 2A₃соsj₀], (7.5)

где g_bf - расчетное значение удельного веса грунта обратной засыпки, кН/м³;

V_bf - объем тела выпирания в форме усеченной пирамиды, м³, образуемой плоскостями, проходящими через кромки верхней поверхности фундамента (плиты) и наклоненными к вертикали под углами J_i, равными:

у нижней кромки J₁ = j₀ + b/2;

у верхней кромки J₂ = j₀ - b/2;

у боковых кромок J₃ = J₄ = j₀;

V_f - объем части фундамента, находящейся в пределах тела выпирания, м³, для анкерных плит принимают равным нулю;

А₁, А₂, А₃, - площади граней тела выпирания, м², имеющих в основании соответственно нижнюю, верхнюю и боковые кромки верхней поверхности фундамента (плиты);

с₀ и j₀ - расчетные значения удельного сцепления, кПа, и угла внутреннего трения грунта обратной засыпки, град., принимаемые равными:

с₀ = hс_I, j₀ = hj_I (7.6)

здесь с_I, j_I - расчетные значения соответственно удельного сцепления и угла внутреннего трения грунта природного сложения, определяемые в соответствии с 7.2;

h - коэффициент, принимаемый по таблице 7.1.

Таблица 7.1

7.12 Несущая способность (устойчивость) основания стоечной опоры считается обеспеченной при соблюдении условия

F_H £ g_c2F_Hu/g_n (7.7)

где F_H - равнодействующая всех расчетных горизонтальных нагрузок, действующих на опору на высоте Н над уровнем поверхности грунта, кН;

H=M/F_H,

здесь М - расчетный опрокидывающий момент на уровне поверхности грунта с учетом деформаций основания опоры;

g_c2 - коэффициент условий работы закрепления, принимаемый по таблице 7.2;

F_Hu - предельное сопротивление основания от действия силы, приложенной на высоте Н, определяемое расчетом, кН;

g_n - коэффициент надежности, принимаемый по 7.10.

Таблица 7.2

При расчете основания фундамента стоечной опоры все действующие на опору нагрузки каждого сочетания заменяют силами: поперечной F_H, приложенной на высоте H = М/F_H от отметки поверхности земли, и вертикальной F_v, приложенной на отметке подошвы стойки. Нагрузки М, F_H, и F_v принимают по усилиям, действующим в сечении стойки на отметке поверхности грунта, полученным в результате статического расчета опоры.

7.13 Расчет оснований стоечных опор с оттяжками и стоек порталов с внутренними связями на вдавливание выполняют по несущей способности по формуле

F_c £ g_cRA/g_g, (7.8)

где F_c - расчетная сжимающая нагрузка на отметке подошвы стойки, кН; для промежуточных опор расчетную нагрузку из сочетаний с кратковременными нагрузками принимают с коэффициентом 0,6 для сверленых котлованов; в остальных случаях принимают полное значение;

g_c - коэффициент условий работы, равный 1;

R - расчетное сопротивление грунта основания при осадке стойки 5 см, принимаемое по таблице 7.3, кПа;

A - площадь подошвы фундамента, м², принимают равной площади подошвы стойки при установке стойки в сверленый котлован и заделке пазух гравийно-песчаной смесью или крупным песком, а также в копаные котлованы без опорной плиты; при установке стойки в сверленый котлован и заполнении пазух бетонированием площадь А принимают равной площади котлована;

g_g - коэффициент надежности по грунту, равный 1,3.

Таблица 7.3

Грунты	Расчетное сопротивление грунта R, кПа
Пески:
гравелистые
крупные
средней крупности
мелкие
пылеватые
Супеси:
IL £ 0
0 < IL £ 1
Суглинки и глины
при IL, равном