Опыт устройства фундаментов
и усиления оснований опор ВЛ

Богданов И.С., главный конструктор ООО «ГЕОИЗОЛ Проект»

При прокладке электросетей опоры высоковольтных линий зачастую необходимо устраивать на пересеченной местности и в местах со сложным рельефом (Рисунок 1). В настоящее время в качестве фундамента для таких объектов, как правило, применяются типовые конструктивные решения с устройством типовых фундаментов мелкого заложения. К дополнительным затратам при устройстве таких фундаментов относятся расходы на формирование площадки, необходимой для складирования материалов и работы техники, ее обслуживание и защиту от опасных грунтовых процессов.

Типовое расположение опор ВЛ на пересеченной местности
Рисунок 1 — Типовое расположение опор ВЛ на пересеченной местности

В случае применения свайных технологий можно увеличить эффективность работы фундаментов опор и в то же время минимизировать финансовые затраты на устройство площадки. Несмотря на это, как правило, проектировщики отказываются от такого типа фундаментов. Причиной тому является высокая стоимость доставки к месту установки опор крупногабаритного оборудования для изготовления свай.

На сегодняшний день существуют технологии, позволяющие выполнять свайные фундаменты на значительную глубину (Рисунок 2) с использованием малогабаритных мобильных установок как на гусеничном ходу, так и с навеской на различные типы экскаваторов (в том числе, на горные экскаваторы) (Рисунок 3). Одной из таких технологий является многофункциональная геотехническая система GEOIZOL-MP (Рисунок 4), с помощью которой возможно реализовать свайные фундаменты в любой труднодоступной местности.

Свайные фундаменты под опоры ВЛ с применением системы GEOIZOL-MP
Рисунок 2 – Свайные фундаменты под опоры ВЛ с применением системы GEOIZOL-MP
Типы бурильных установок
Рисунок 3 – Типы бурильных установок

Весь процесс выполнения элемента многофункциональной системы GEOIZOL-MP происходит на одном технологическом этапе. Штанга одновременно является буровым и инъекционным инструментом. Сразу с началом бурения производится инъекция (через внутренне отверстие буровой трубы под давлением 5-10 бар) промывочной цементной смесью (В/Ц – 0,7…0,8). Цементная смесь, проникая в структура грунта, стабилизирует стенки скважины, устраняя необходимость применения обсадных труб. При этом штанга вместе с соединителями (муфтами) остается в скважине, выполняя функцию центрального армирования сваи. Для обеспечения проектного положения штанги применяют центраторы.

Многофункциональная геотехническая система GEOIZOL-MP
Рисунок 4 – Многофункциональная геотехническая система GEOIZOL-MP

Кроме того, система GEOIZOL-MP может быть использована для инженерной защиты территории в случае возникновения оползневых процессов на прилегающей к ранее выполненным фундаментам мелкого заложения территории (Рисунок 5). Такие явления повсеместно возникают в зонах опор электросетей. Причиной тому являются особенности технологических процессов при выполнении строительно-монтажных работ. Как правило, для формирования площадки под устройство опор электросетей на сложном рельефе выполняется подрезка склона, а часть площадки, где требуется насыпь, отсыпают с помощью местного грунта, который получают при подрезке склона (Рисунок 6). То есть отсыпка насыпи устраивается фактически на существующем рельефе местным грунтом, физико-механические показатели которого, как правило, не контролируются. Впоследствии после выпадения осадков и намокания данный грунт начинает сам сползать по склону, а также провоцировать оползневые процессы на ранее устойчивом склоне, на котором он был отсыпан.

Оползневые процессы в местах установки опор
Рисунок 5 – Оползневые процессы в местах установки опор
Типовое решение при формировании площадки для установки опор
Рисунок 6 – Типовое решение при формировании площадки для установки опор

В таких случаях для повышения устойчивости склона эффективным решением является нагельное крепление (Рисунок 7) тела оползня с использованием технологии GEOIZOL-MP, которое выполняется с минимальным применением бетонных работ. Для достижения наибольшего эффекта данную технологию необходимо выполнять до начала активных оползневых процессов. После начала схода оползня применение данного решения будет менее эффективно, поскольку грунт в этом случае получит значительные повреждения и разуплотнится. Остановить движение оползня и сопровождающие это явление процессы без выемки тела оползня будет крайне проблематично и может повлечь существенные финансовые и временные затраты.

Нагельное крепление склона с противоэрозионной защитой канатно-сетчатой системой
Рисунок 7 – Нагельное крепление склона с противоэрозионной защитой канатно-сетчатой системой

Многофункциональная геотехническая система GEOIZOL-MP обрела свое оптимальное применение в противооползневой защите без изменения рельефа местности. Данное решение получило большое распространение, благодаря следующим преимуществам:

  • переход от массивных подпорных железобетонных конструкций к сохранению эстетичного внешнего вида примыкающих склонов;
  • возможность выполнять работы малогабаритной техникой;
  • выполнение гарантированного усиления существующих насыпей без проведения земляных работ.

Для устройства площадок на местности со сложными инженерно-геологическими условиями (в том числе с нестабильными грунтами, в районах с включением торфа, с текучими глинами) эффективно применять технологию щебеночных свай (Рисунок 8, 9), которая позволяет формировать площадки большой площади, что зачастую актуально для расстановки электрооборудования.

Технология устройства щебеночных свай
Рисунок 8 – Технология устройства щебеночных свай
Выполнение щебеночных свай. Фрагмент проекта уплотнения грунтов основания дорожного полотна
Рисунок 9 – Выполнение щебеночных свай. Фрагмент проекта уплотнения грунтов основания дорожного полотна.

Основными преимуществами технологии устройства щебеночных свай являются следующие показатели:

  • увеличивается несущая способность грунтов основания;
  • уменьшается осадка в 2-6 раз;
  • возможность выполнить быстрое строительство насыпи, не дожидаясь консолидации грунтов основания (длительной стабилизации их деформаций в глинистых грунтах);
  • предотвращение резкого снижения физико-механических характеристик грунта во время землетрясений и исключение общей потери устойчивости основания;
  • выполняется непосредственно на существующем рельефе;
  • максимальное использование местных материалов;
  • снижение расхода материалов в 2-3 раза по сравнению с технологией замены грунта основания;
  • минимизация земляных работ (не требуется разработка котлована);
  • отсутствует потребность в водоотводе.

 

Список использованной литературы:

  1. СП 24 .13330 .2011 «Свайные фундаменты». – М: 2011.
  2. ВСН 506-88 «Проектирование и устройство грунтовых анкеров». – М: 1989.
  3. ТУ 5264-001-50868904-2013 Трубчатые винтовые штанги и соединительные элементы к ним (муфты, гайки) многофункциональной геотехнической системы GEOIZOL-MP;
  4. СТО НОСТРОЙ 109-2013 «Освоение подземного пространства. Устройство грунтовых анкеров, нагелей и микросвай. Правила и контроль выполнения, требования к результатам работ.» — М.: 2013;
  5. СП 116.13330.2012 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003»;
  6. СП 14.13330.2014 «Строительство в сейсмических районах СНиП II-7-81* (актуализированного СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» (СП 14.13330.2011)) (с Изменением N 1).»
  7. Heinz J.Priebe «The design of vibro replacement»
  8. СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений»
  9. DIN EN 14731-2005. Execution of special geotechnical works – Ground treatment by deep vibration