Ростверк высокий: Как правильно сделать ростверк для свайного фундамента?

Сваи останутся на своих местах, если их укрепить ростверком из бруса или швеллера.

Обвязка брусом

Все опоры выставляются по уровню или выпиливаются на заданную глубину балки в точке пересечения с опорами.

Деревянные балки распиливаются, укладываются под перпендикулярным углом, фиксируются джутом.

На деревянную конструкцию наносится антисептик для защиты от разрушения, между балкой и оголовком прокладывают рубероидные листы.

При возведении деревянного сруба его нижний венец устанавливается на брусья, заменяя собой обвязку. При этом горизонтальная балка пола, по которому укладывается покрытие, на 2-3 венца выше.

Материалы и оборудование для обвязки бруска:

• брусок;
• сварка;
• двутавровая балка;
• электрическая пила;
• проволока стальная;
• измерительный уровень.

Обвязка швеллером

Две балки состыкуются между собой в накладку. Для усиления используются продольные балки, зафиксированные на ровно установленных винтовых сваях. При наличии 4 м балки, стыковку проводят на промежуточной опоре.

Для упрочнения устройства его обвязывают швеллером. Для возведения большого фундамента с применением двутавра (стандартный профиль конструктивных элементов, у которого сечение напоминает букву «Н») предусмотрено наличие тяжелой техники и возможность ее подъезда.

Для закрепления балок применяется сварка или болты. Работа с металлическими ростверками предполагает их обработку от коррозии антисептиком или креозотом.

Размеры деталей: двутавровая балка шириной 160 м. Сваи диаметром 108 мм обвязывают ростверком 140 мм.

Подготовка к обвязке

Для усиления фундамента по диагонали устанавливают уголки. Бетонируют опоры дренажной смесью. Для фиксации металлических балок выводят арматуру, свариваемую с общей конструкцией.

Крепление бруса осуществляется с помощью стальной проволоки или Т-образных, Г-образных шпилек с размером сечения М12.

Устройство железобетонного ростверка

Монолитный железобетонный ростверк характеризуется возможностью самостоятельного монтажа. Он отличается низкой ценой и простотой установки.

План работ:

• создается опалубка;
• армируется металлической сеткой;
• заливается бетонная смесь.

Процесс установки ростверка для свайного фундамента проводится профессиональными строителями или мастерами-любителями. Более подробную информацию о свайных фундаментах, ростверке для этого типа фундамента и способе его устройства можно узнать в руководстве по проектированию свайных фундаментов.

Свайный фундамент с ростверком. Обвязка фундамента из винтовых свай

Обвязочный брус (рис. 1) используется при строительстве деревянных, каркасных строений.

                                                                                        Рисунок 1

Наиболее распространенные варианты сечения бруса:

• 
  150х150 при шаге между сваями 2500-2700 мм;
• 
  200х200 мм при шаге между сваями 3000 мм.

Крепление к оголовку осуществляется с использованием шпилечного соединения.

Так как на металлических поверхностях может образовываться конденсат, рекомендуется укладывать гидроизоляционную прокладку между опорной площадкой (оголовком) и деревянной конструкцией.

Бревно (рис. 2). Этот вариант лучше работает на изгиб, так как волокна необработанной древесины сохраняют свою целостность. Оцилиндрованное бревно имеет больший прогиб по отношению к необработанному дереву.

                                                                                        Рисунок 2

Первый венец бревенчатого строения допускается укладывать прямо на оголовок. Если фундамент выполнен в виде ленточного из бетона, то его стоит делать из дуба или лиственницы, так как это позволит увеличить срок службы конструкции. В случае со свайно-винтовым основанием от этих мер можно отказаться, если высота ростверка составит не менее 500 мм от уровня земли.

Обвязка брусом/бревном – самый экономичный и быстро реализуемый способ устройства ростверка. Чтобы обвязка имела один уровень, оголовки свай должны быть расположены на одной отметке. В ином случае выравнивание выполняется выпиливанием части сечения бруса/бревна.

Стыковка бруса/бревна (рис. 3). Для соединения в узлах пропорционально каждому из брусков сверху и снизу выполняются распилы, брус/бревно складывается под прямым углом. Стыки должны быть обработаны специальными растворами, защищающими от гниения, проложены джутом.

                                                                                        Рисунок 3

Использование антисептиков для всего бруса/бревна обязательно только для случаев опирания на бетонные ленточные фундаменты. При строительстве на винтовых сваях эта процедура носит рекомендательный характер, но только если высота ростверка составляет не менее 500 мм от уровня земли.

Ростверк фундамента на сваях

Свайный ростверк

Ростверк — элемент свайного фундамента, который располагают горизонтально. Он скрепляет и объединяет сваи сверху в одну конструкцию. Ростверк принимает нагрузку со стен здания и передает на столбы, при этом он равномерно распределяет эту нагрузку по периметру дома. Свайный фундамент с ростверком станет идеальным решением для дачного дома или загородного коттеджа без подвала и цокольного этажа.

Виды ростверка

Ростверк различается по материалу изготовления. Конструкцию выполняют из древесины, металла и бетона. Деревянные конструкции нужно обязательно обработать защитными средствами от гниения, а металлические — от коррозии. Кроме того, изделие отличают по месту и уровню расположения:

• Высокий вид расположен значительно выше грунта;
• Повышенный ростверк предусматривает, что подошва совпадает с отметкой грунта;
• Низкий вариант заглублен в грунт. В основном такую конструкцию используют при строительстве жилых домов.

Ростверковая конструкция может быть монолитной и заливаться бетоном. Также она может быть сборной или сборно-монолитной. Для заливки важно использовать качественный и надежный бетон маркой не ниже М200.

Устройство и свойства фундамента с ростверком

Ростверк представляет железобетонную раму или плиту, которая скрепляет оголовки столбов или свай, вкопанных или вкрученных в землю. С боковой стороны такая конструкция напоминает стол. Кроме того, ростверк может быть выполнен в виде настила из бруса или бревна. Такая конструкция подходит в качестве основания легких сооружений, среди которых деревянная баня, беседка, хозяйственная постройка, гараж и пр.

Свайный фундамент с ростверком подходит для почвы с высоким уровнем грунтовых вод. Он не требует организации дополнительных отводов, так как основание располагается над землей. Подполье при этом не будет подтапливаться, а грунтовые воды и влага не будут негативно влиять на фундамент и стены строения. Такую конструкцию характеризует продолжительный срок эксплуатации, который достигает 120-150 лет.

Данный вид фундамента не требует глубоких котлованов и больших затрат на материалы. Ростверк и сваи можно сделать своими руками, а монтаж конструкции занимает всего один-три дня. Как самостоятельно установить свайный фундамент под дом, читайте в статье блога “МариСруб”.

Монтаж фундамента для деревянного дома

При обустройстве важно грамотно рассчитать основание и тщательно соблюдать технологию монтажа, выполнить гидроизоляцию и утепление фундамента. Неправильные расчеты и установка приведут к тому, что стены основания могут перекоситься и потрескаться, в подвальных помещениях образуется плесень, а нижние венцы дома начнут гнить. Чтобы этого избежать, обращайтесь к профессионалам! Мастера “МариСруб” разработают проект строения, подберут нужный тип фундамента и стройматериалы.

Выполняем проектирование и расчет фундамента, монтаж, утепление и гидроизоляцию основания. Строим дома из бревна и бруса с отделкой “под ключ” по типовому и индивидуальному проекту. Изготавливаем и устанавливаем сруб с фундаментом и кровлей, прокладываем инженерные сети, организуем монтаж лестниц, окон и дверей. Выполняем обшивку и чистовую отделку внутренних и наружных стен, полов и потолков.

Самостоятельно заготавливаем древесину и изготавливаем пиломатериалы, проводим антисептирование и защитную обработку. Вам не нужно переплачивать посредникам и искать подрядчиков! В “МариСруб” вы можете заказать деревянный дом “под ключ” от производителя по низкой цене.

Свайные фундаменты

§45. Общие понятия. Область применения свайных фундаментов

Применение фундаментов мелкого заложения при глубоко расположенном несущем слое грунта затруднительно. Это связано с тем, что с увеличением глубины котлована значительно усложняются конструкции крепления его стен и резко возрастает его стоимость. При глубине котлованов 5—8 м применение фундаментов мелкого заложения становится нерациональным, а часто и технически неосуществимым. В этих случаях наиболее целесообразны как правило, фундаменты из свай и оболочек. Сваи представляют собой погруженные в грунт готовые или изготовленные в пробуренных скважинах несущие элементы, которые передают нагрузку от сооружения на слои грунта с достаточно высокой несущей способностью. Железобетонные цилиндрические полые сваи диаметром более 0,8 м называют сваями-оболочками (оболочками). Полые сван и оболочки небольшого диаметра после их погружения в грунт обычно заполняют бетонной смесью, в результате чего их поперечные сечения становятся сплошными.

Свайные фундаменты состоят из свай или оболочек и объединяющей их поверху плиты или балки, называемой ростверком. Ростверк воспринимает нагрузку от расположенного над ним сооружения и распределяет ее между сваями.

В практике строительства мостов отработано и применяется значительное число разнообразных конструкций свайных фундаментов. Однако, несмотря на это разнообразие, их можно классифицировать по двум основным признакам: 1) по расположению ростверка, объединяющего верхнюю часть свай, относительно поверхности грунта; 2)  по типу применяемых несущих элементов.

Различают свайные фундаменты с высоким и низким ростверком. Подошва высокого ростверка возвышается над поверхностью грунта (рис. 8.1, а), а низкий ростверк заглублен в грунт (рис. 8.1, б).

В фундаментах опор мостов с высоким ростверком можно дополнительно выделить конструкции, в которых ростверк одновременно является подферменной плитой, непосредственно воспринимающей нагрузку от пролетных строений. Такие конструкции называют безростверковыми опорами. Поскольку их чаще всего применяют для эстакад, то иногда сами опоры называют опорами эстакадного типа.

Рис. 8.1. Свайные фундаменты с ростверком
а — высоким; б — низким

Характерной особенностью фундаментов опор мостов с низким ростверком является расположение подошвы ростверка ниже дневной поверхности грунта или поверхности возможного размыва дна русла в период эксплуатации сооружения (см. рис. 8.1, б). Фундаменты с низким ростверком применяют на реках с тяжелым ледовым режимом, а также на поймах рек и в пределах мелких водотоков, когда надо заглубить ниже дневной поверхности грунта или самого низкого уровня воды обрез фундамента. Кроме того, такие фундаменты применяют при необходимости заглубления свай ниже зоны истирающего воздействия перемещающихся в течение нескольких недель в году, а иногда и месяцев песчаных или гравийно-галечных наносов. В этих случаях проще дополнительно заглубить в грунт ростверк, чем осуществлять какие-либо мероприятия по защите свай от неблагоприятного воздействия наносов.

Основным недостатком расположения ростверка в грунте является необходимость в дополнительных затратах труда и времени на устройство и разборку более мощного ограждения котлована, воспринимающего давление не только воды, но и грунта, а также на разработку и удаление грунта из котлована.

Свайные фундаменты с высоким ростверком имеют существенные преимущества перед фундаментами с заглубленной в грунт плитой. К этим преимуществам относятся следующие: при одинаковых несущей способности и жесткости на их сооружение затрачивается меньше материалов и труда; отпадает необходимость в устройстве котлованов в грунте и связанных с этим земляных работах; взамен шпунтовых ограждений котлованов могут быть использованы менее дорогие перемычки разных конструкций; вместо монолитных, бетонируемых на месте плит могут применяться плиты из сборного железобетона; с большей экономической эффективностью используются оболочки и столбы; применением наклонно расположенных элементов можно создать фундаменты по жесткости и несущей способности равноценные фундаментам с заглубленной в грунт плитой; уменьшаются местные размывы дна русла.

При глубине водотоков более 3 м фундаменты с низким ростверком экономически менее целесообразны, чем конструкции, в которых ростверк возвышается над грунтом. Вследствие этого большинство русловых свайных опор больших мостов строят с высоким ростверком.

По типу применяемых несущих элементов различают свайные фундаменты из свай, свай-оболочек (оболочек) и свай-столбов (столбов).

Ростверк фундамента

Ростверк фундамента

О ростверке в сети интернет написано уже очень много и, казалось бы, можно просто дать ссылки на эти материалы, что бы можно было ознакомиться с тем, что это такое.

Однако здесь мы не преследуем цели рассказать вам, что такое ростверк.

Наша задача состоит в том, что бы понять можно ли свайно-ростверковый фундамент сделать своими руками, как это описано на многих ресурсах в сети или же стоит обратиться к услугам профессионалов.

Что есть ростверк

Итак, вы уже наверняка знаете, что ростверк это балки, которые располагаются горизонтально на сваях.

Задача этих балок равномерно распределить нагрузку от сооружения по всем погруженным в грунт сваям.

Когда стоит задача спроектировать свайный фундамент с ростверком, то нужно ответить на целый ряд вопросов, а потом еще и произвести расчет.

Вот только некоторые из них:

• какие сваи использовать
• на какую глубину их заглублять в грунт
• сколько нужно свай и как и правильно расположить
• из какого материала выбрать сваи, и какую технологию погружения выбрать
• из какого материала делать ростверк
• какой он должен быть ширины и толщины
• как он должен располагаться по сваям
• какого типа должен быть ростверк высокий, низкий или заглубленный
• делать его монолитным или сборным

Все то, что касается свай, мы в данном материале не рассматриваем это описано здесь.

А вот тему ростверка раскроем чуть подробнее.

Сам или специалисты.

Исходя из задачи, которая ложиться на ростверк, а на ростверк ложится, собственно, все возводимое сооружение, будь то гараж, баня или целый дом, степень важности и ответственности за правильное проектирование и монтаж фундамента данного типа переоценить очень сложно.

Надо обладать определенными знаниями и опытом, что бы решиться на самостоятельное проведение работ по выбору, расчету и сооружению подобного фундамента.

Если в этом нет уверенности, то лучше проучите выполнение этой работы специалистам ООО «ПромГражданСтрой». Степень их компетенции, богатство опыта отражены в многочисленных успешных объектах, где они выполняли работы по сооружению фундаментов самого разного типа.
К тому же у нас есть все необходимое оборудование и техника для проведения работ разной степени сложности и объема.

Ограничения и недостатки

Начнем с того что нужно знать где и когда нельзя использовать фундаменты с ростверком:

• на подвижных, на называемых пучинистых грунтах (при использовании заглубленного типа)
• при возведении зданий с большой этажностью

И надо знать недостатки данного типа фундамента:

• невозможность сделать полноценное подвальное помещение
• дополнительные затраты на утепление пола
• необходимость осуществления очень точных расчетов

Материал ростверка

Что бы правильно выбрать материал изготовления ростверка, а имеется несколько вариантов:

• Дерево
• Металл
• Бетон
• Железобетон

нужно знать применимость этих материалов для разных задач, их преимущества и недостатки.

Например.

Деревянный ростверк

Прост в изготовлении и монтаже, а значит не дорогой. Экологичен.
Однако прочности достаточно только для размещения гаражей, бань, деревянных домов.
К тому же требует специальной обработки противопожарными, антисептическими материалами и дополнительных работ по гидроизоляции.

Ростверк из металла

Прост в монтаже, но для этого нужна грузоподъемная техника — вручную двутавровые балки или швеллера не поднять.

Прочен, надежен, но и дорог.

Хорошо сочетается с винтовыми сваями и металлическими столбами, но не дружит с буронабивными сваями.

Железобетонный ростверк

Прочен, надежен, износостоек, долговечен.

Сложен в изготовлении и монтаже, соответственно, не дешев.

Железобетонный ростверк на буронабивных сваях является универсальным вариантом для любого типа сооружений, но для бани его применять — это очень дорого.

Ростверк из бетона

Это эконом вариант предыдущего материала, обладает существенно меньшей прочностью, поэтому может применяться только для небольших зданий с увеличенным количеством свайных опор.

Расположение ростверка

С выбором расположения ростверка попроще, однако, и здесь есть нюансы:

Высокий ростверк

Расположение ростверка на сваях над поверхностью грунта дает возможность доступа под сооружение для контроля состояния его основания, осуществления ремонта.

Дает возможность под зданием организовать зону хранения.

Обеспечивает вентиляцию исключающую сырость, однако и требует дополнительную теплоизоляцию пола. Исключает возможность создания подвальных помещений.

Самый недорогой из трех вариантов.

Низкий ростверк

Расположение конструкции на одном уровне с грунтом позволяет исключить потери тепла в основании сооружения, однако требует организации воздушной «подушки» и дополнительной изоляции грунта, что приводит к удорожанию монтажа.

Заглубленный ростверк

Заглубление конструкции примерно на половину ее высоты — позволяет полностью исключить теплопотери.

Позволяет сооружать подвальные помещения, долговечен, безопасен.

Прочен — позволяет сооружать многоэтажные здания.

Однако требует дополнительных земляных работ и работ по изоляции, поэтому является самым дорогим из перечисленных вариантов.

Возможен только на стабильных непучинистых грунтах.

Расчет ростверка

После того, как мы определились с типом фундамента, материалом его изготовления и расположением можно приступать к расчету.

Есть много разных методик расчета ростверка фундамента и классический и упрощенные, вы без труда их найдете на просторах интернет.

При самостоятельном расчете вы всю ответственность по выбору методики расчета и самому расчету берете на себя.

Вы должны быть уверены в своей компетенции и опыте. Если такой уверенности нет, то лучше обратитесь к специалистам.

Виды ростверка на винтовых сваях

Ростверк — это каркас, который монтируется на сваях. Он необходим для опоры и равномерного распределения веса строящегося здания. Грамотная обвязка винтовых свай так же важна, как и сам свайный фундамент. Существует несколько видов ростверка и способа обвязки свайно-винтового фундамента

1. Фундамент на винтовых сваях

Впервые винтовые сваи, как и многие современные технологии, стали применяться военными структурами. Прочность, доступная стоимость и быстрый монтаж конструкций без использования земельных работ отлично подходили для возведения конструкций на местах военных действий.

Несомненно, как и все разработки, связанные с оборонной промышленность, начали постепенно входить в другие отрасли народного хозяйства. Сегодня свайно-винтовые фундаменты успешно осваиваются строителями для самых мирных целей – сооружения жилья.

Свайно-винтовой фундамент является экономным и удобным выбором для строительства частных домов. Винтовые сваи представляют собой стальные трубы с заострением и лопастями на одном конце и отверстием на другой. Острым концом сваю вкручивают в грунт вручную либо буровым механизмом на глубину от полутора метров. На другом конце монтируется основание (оголовок) с вертикальной поверхностью под обвязку. Другое общепринятое название обвязки винтовых свай – ростверк.

Сваи, как правило, устанавливаются по периметру и под особо нагруженными частями здания. Количество свай, глубина вкручивания и расположение рассчитываются исходя из масштабности всей постройки.

2. Виды ростверка  винтовых свай

Основная классификация обвязки винтовых свай проводится по типу используемого материала. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Ростверки бывают:

• Деревянными
• Металлическими
• Бетонными

В деревянном ростверке роль обвязки выполняют брусья, уложенные на оголовки свай.

Металлический ростверк представляет собой металлические балки, приваренные к оголовкам винтовых свай.

Бетонный ростверк выполняется при возведении наиболее тяжелых конструкций, и роль опоры дома выполняет бетонные балки, связанные со сваями.

Рассмотрим подробнее каждый способ установки ростверка на винтовых сваях.

3. Деревянный высокий ростверк. Подготовка к монтажу

Деревянный ростверк используется обычно при малоэтажном строительстве. Он хорошо подходит для дачных домов и одноэтажных коттеджей с мансардой. Чаще всего его используют при возведении каркасных строений. В качестве обвязки фундамента выступает первый венец бруса, уложенного на оголовки. Поскольку древесина испытывает пагубное влияние влаги, неизбежно соседствующей с грунтом, брус должен быть обязательно  обработан специальными составами, препятствующими гниению и придающими дереву гидрофобные свойства. После этого брусья устанавливается на оголовки свай.

Деревянный ростверк

Перед установкой самих балок после вкручивания свай необходимо произвести еще несколько операций по подготовке монтажа ростверка.

1. Выровнять высоту свай (лишнее можно просто срезать)
2. Установить оголовки (металлический пластины, на которых есть отверстия для крепежа брусьев)
3. Произвести грунтовку и нанесение антикоррозийного слоя на сваи (если это не было сделано до монтажа)
4. Между оголовками и балкой сделать гидроизоляционную прокладку из рубероида, бикроста и тому подобных материалов

Деревянные брусья тоже должны быть подготовлены для возведения фундамента. В первую очередь они должны быть сухими. Лучше всего использовать брус после камерной сушки. Если это слишком дорого, дерево необходимо выдержать до 3-4 месяцев в хорошо проветриваемых штабелях для просушки. Далее они пропитываются специальным антисептиком и, также веществом, снижающим горючесть дерева – антипиреном. Если используется клееный брус, то обычно, все эти процедуры с ним уже произведены.

4. Монтаж деревянного каркаса

Процесс монтажа деревянного ростверка происходит в несколько этапов:

1. На сваи укладываются брусья по периметру. Для большей прочности они соединяются между собой выемками. Это позволяет увеличить прочность соединения.
2. Затем укладываются брусья на внутреннюю часть.
3. Далее все оголовки прикручиваются к брусьям. В дереве должны быть заранее высверлены отверстия. Можно сделать в дереве фаску, если требуется, чтобы из него не торчали гайки.
4. Для прочности дополнительно по краям можно установить уголки или швеллеры.

Оголовки свай с отверстиями для крепления бруса

Существует несколько способов соединения бруса на углах. Два основных – «в пол-дерева» и «в лапу».

Способы соединения бруса по углам

Укладка бруса ростверка может производиться только по периметру будущего здания, а может иметь более сложную форму с поперечными брусьями, если здание имеет большие размеры и много точек с повышенной нагрузкой на фундамент

После укладки бруса необходимо тщательно проверить горизонтальность плоскости. В тех местах, где брус немного выступает из плоскости, его можно подтесать, а в там, где образованы впадины необходимо изготовить плоские подкладки, например, из фанеры.

5. Металлический высокий ростверк

Металлическая обвязка используются для более массивных конструкций, в том числе и для кирпичных зданий или тяжелых металлоконструкций, типа ангаров. Здесь на сваи укладывается швеллер или двутавр, полками вниз. Соединения делают согласно схеме несущих стен. Необходимо сварить соединения и дополнительно укрепить болтами. Конструкция за счет этого обретает большую прочность и может выдержать нагрузку металла. Также дополнительное укрепление шва не дает образоваться на фундаменте трещинам и последующим разрывам. Для кирпичной кладки шаг свайного ряда должен быть не более 1-1,5 м, т. к. масса кирпичной конструкций будет гнуть швеллер при шаге от 3м.

Размер швеллера может быть разным. Для усиления нагруженных осей используется самый большой размер.

Следует не только сварить металлический ростверк, но и дополнительно стянуть болтами. Это требование обусловлено разным видом нагрузок – не только боковых, но и вертикальных. Так металлические балки защищаются от образования трещин и разрывов.

Стандартный металлический ростверк

6. Бетонный ростверк

Если здание, которое устанавливается на винтовые сваи, имеет большой вес – это может относиться к домам из бревен, пеноблоков  или каркасников с тяжелой кровлей – под них рекомендуется устанавливать бетонный ростверк.

Для его устройства требуются

• Металлическая арматура
• Вязальная проволока
• Бетон
• Опалубка из досок

После установки свай на них по периметру фундамента вяжется арматура диаметром 12-18 мм с расстоянием между прутками 15-35 см. В верхней части свай просверливаются отверстия, куда вставляются продольные прутки.

Затем вокруг свай монтируется опалубка, наподобие той, что используется для заливки ленточного фундамента. В опалубку заливается бетон. При  заливке бетона заливается и внутренность сваи.

Таким образом, создается сборная конструкция фундамента из собственно свай и бетонной обвязки.

Такой ростверк считается самым мощным и не уступает ленточным бетонным фундаментам таких же параметров, а монтаж его на сваи  осуществляется значительно проще.

Обычно сваи выступают на значительное расстояние от земли – до метра, если поверхность ровная.   Таким образом, обвязка свай чаще всего расположена тоже на некотором расстоянии от грунта. Особенно это касается деревянного и металлического ростверка. Бетонные ростверки, напротив, заливаются вплотную к земле. Это более равномерно распределяет нагрузку не только по оголовкам свай, но и на грунт.

Схема устройства бетонного ростверка

7. Свайный куст

Иногда опоры под здания должны быть очень мощными. Конечно, в таких случаях обычно устанавливаются объемные бетонные столбы, но есть возможность использовать и винтовые сваи, если они кручены на близком расстоянии друг к другу. При этом верхние части соседних свай связываются друг с другом. Это соединение называют свайным кустом.

Получается, что на восприятие нагрузки в каком-то особенно нагруженном узле работают сразу несколько свай.

Эти методом особенно часто пользуются в промышленности, где возведение обычных бетонных фундаментов затруднено –  в болотистых местах, на уклонах и т.д.

Обвязку свайных кустов производят описанными выше способами, учитывая, что сваи собраны группами.

8. Заключение

Установка ростверка на винтовые сваи определяет окончательную несущую способность фундамента. Обвязку винтовых свай нужно проводить особенно тщательно, так как сваи представляют собой надежные опоры, но со сравнительно небольшой площадью основания для фундамента. Это увеличивает роль обвязки.

Фирма «К-ДОМ» специализируется на возведении фундаментов на винтовых сваях для различных типов конструкций – домов для постоянного проживания, садовых домиков, ангаров, мостовых опор. Нами используются все виды ростверка винтовых свай – в зависимости от типа зданий, грунта и условий местности.

Износ фундаментов высоковольтного оборудования, которым часто пренебрегают при техническом обслуживании

Фундаменты высоковольтного оборудования

Фундаменты высоковольтного оборудования (выключатели, разъединители, ТТ, ТН и т. д.) и другие элементы, такие как опоры ЛЭП, часто игнорируются с точки зрения технического обслуживания и контроля состояния. В долгосрочной перспективе это может привести к серьезным проблемам с затратами и перебоям в подаче электроэнергии. В данной технической статье рассматриваются возможные причины износа фундамента или составляющих его материалов.

Износ фундаментов высоковольтного оборудования, которым часто пренебрегают при техническом обслуживании (на фото: Реконструкция фундамента опоры) трещины, химическая реакция, физическая реакция, adfreeze и проектные и строительные ошибки и т. д. были приняты. Там, где это возможно, было дано указание на характерный признак причины.

Содержание:

Таблица 1 – Ориентировочные уровни агрессивности воды Ограниченное значение

6

93004 Рис.

[hihglight2]Рисунок 3[/highlight2] – Система конвейера для каменного угля на теплоэлектростанции

Рисунок 3 – Система конвейера для каменного угля на теплоэлектростанции

Рисунок 4 – Натяжные шкивы и система структурной поддержки для конвейеров регенерации на уровне земли. Круглые бетонные опоры несут эту конструктивную систему и расположены с перерывами вдоль обеих сторон конвейера.

Рис. 4. Натяжные шкивы и несущая система конвейеров регенерации на уровне земли. Круглые бетонные опоры несут эту конструктивную систему и расположены с перерывами вдоль обеих сторон конвейера.

Рисунок 5 – Износ круглых бетонных опор в результате реакции на сульфаты:

(a) Реакция бетона на круглых бетонных опорах: Износ более распространен вблизи поверхности земли, где ливневые стоки в сочетании с разлитым углем образуют сульфаты, как показано шея вниз состояние. Кроме того, продукты разрушения вымываются, подвергая нижележащий бетон воздействию сульфатов.

(b) Реакция сульфатов на круглой бетонной опорной опоре: Выемка грунта вдоль опоры выявила степень разрушения под поверхностью земли.

Рисунок 5 – Износ круглых бетонных опор в результате реакции с сульфатом те, которые не могут выдерживать большие изменения объема из-за замерзания и оттаивания, изменений температуры или альтернативного увлажнения и высыхания, могут вызвать множество проблем. Эти проблемы могут варьироваться от локального образования отложений до сильного поверхностного растрескивания и разрушения бетона на значительной глубине.

Восприимчивые заполнители включают пористые кремни или сланцы, некоторые сланцы, отходы добычи полезных ископаемых, известняки с прослоями расширяющихся глин и другие материалы, содержащие глину.

4.2 Замораживание-оттаивание

Замораживание-оттаивание бетона приводит к отслаиванию бетонной поверхности . Это связано с растягивающими напряжениями, создаваемыми водой, замерзающей в порах бетона, что приводит к ряду мелких трещин, параллельных поверхности.

На рис. 6 показано влияние растрескивания фундамента опоры ЛЭП и последующей коррозии арматуры из-за сильного выветривания бетона в экстремальных климатических условиях.

Рисунок 6 – Физическая реакция: Растрескивание бетона и коррозия арматуры из-за атмосферных воздействий в суровых климатических условиях

Рисунок 6 – Физическая реакция: Растрескивание бетона и коррозия арматуры из-за атмосферных воздействий в суровых климатических условиях

Вернуться к оглавлению ↑

5. AdFreeze

Явление обледенения происходит в северных странах, где сочетание крайне низких температур и условий грунта приводит к проблемам морозного пучения, достаточным для обрушения башни.

5.1 Вечная мерзлота

Вечная мерзлота может встречаться в виде разрозненных «островков» размером от одного квадратного метра до гектаров и более и глубиной от менее 3 метров до ста метров и более. Не существует фиксированной закономерности возникновения вечной мерзлоты, и нет ничего необычного в том, что только часть земли в пределах площадки башни затронута вечной мерзлотой.

Мерзлые грунты могут быть илистыми глинами, содержащими ледяные включения, а также ледяные линзы.

Сильно-глинистые грунты, затронутые вечной мерзлотой, могут претерпевать выраженные изменения при переходе грунта из мерзлого состояния в талое . В мерзлом состоянии грунты обладают высокой несущей способностью, однако при оттаивании силы сцепления между частицами грунта, в основном силы цементации льда, резко изменяются. Ледяные линзы и включения превращаются из относительно твердых твердых тел в жидкость, легко вытесняемую даже под действием веса самого грунта, что приводит к резкому изменению структуры грунта и резкому снижению прочности.

Оттаивающий грунт будет оседать неравномерно в дополнение к изменению механических свойств. Осадка происходит в основном за счет деформации, возникающей в результате уплотнения грунтов под действием собственного веса. Большие осадки можно ожидать под фундаментами сооружений, конструкция которых допускает выдавливание оттаивающего грунта из-под фундамента.

Дифференциальные осадки грунта в пределах площадки башни из-за консолидации оттаивающего грунта могут составлять от 150 мм до 600-900 мм в особо неблагоприятных условиях.

5.2 Силы промерзания

Замерзание грунтовых вод и образование ледяных линз приводит к вздутию грунта, и любые элементы фундамента, опирающиеся на такой грунт или прилипающие к нему за счет сил промерзания, могут подвергаться высоким нагрузкам. Прямые силы пучения, действующие на нижнюю часть фундамента, обычно можно свести к минимуму или преодолеть, установив фундамент на глубину ниже нормального промерзания.

Это, однако, не устраняет силы пучения, передаваемые через наледную связку на элементы фундамента, которые проходят через активный слой к поверхности земли.

Сила пучения также связана с количеством перемещений, которые может выдержать конструкция. Если сооружению разрешено двигаться в направлении пучения грунта, силы ослабевают, с другой стороны, если элементы конструкции закреплены, силы замерзания могут вызвать реверсирование напряжения в соединениях и вызвать прямые и изгибающие напряжения в самих участниках фонда. Эти напряжения могут быть весьма значительными и могут иметь серьезные последствия, если они не учтены в проекте.

Скорость промерзания также влияет на величину сил замерзания. Ухудшение состояния фундамента из-за морозного пучения следует выявлять и устранять соответствующим образом.

На рис. 7 показано влияние сил мерзлоты на стальной ростверк фундамента башни с оттяжками.

Рисунок 7 – Демонтаж поврежденного основания ростверка: Повреждение от мороза

Рисунок 7 – Демонтаж поврежденного основания ростверка: Повреждение от мороза

Вернуться к оглавлению ↑

6.Коррозия арматуры

Коррозия арматуры может быть вызвана следующими факторами:

1. Пористое бетонное покрытие,
2. Химическая реакция, например. хлоридная реакция,
3. Потеря щелочности в бетоне и
4. Растрескивание.

Независимо от причины степень коррозии всегда усугубляется недостаточным бетонным покрытием. Армирование в бетоне защищается за счет образования на поверхности тонкой пленки оксида железа, а результирующая пассивность стабилизируется за счет щелочности бетона.

Коррозия возникает при наличии кислорода и влаги и при потере пассивности металла. При коррозии стали образующиеся продукты занимают больший объем, чем исходная сталь. Как только возникающие внутренние напряжения превышают предел прочности бетона на растяжение, происходит растрескивание и растрескивание бетона. Любое уменьшение площади армирования может иметь серьезные структурные последствия.

Трещины, связанные с коррозией арматуры, обычно идут параллельно направлению арматуры.Для протекания процесса должен присутствовать кислород, поэтому ниже зоны воздушно-влажностной активности в почве скорость коррозии будет низкой.

Вернуться к оглавлению ↑

7. Бетонная набивка / фальц и облицовка

Бетон на набивку / фасон используется для формирования водосбора или отделки верхней части бетонного фундамента , в частности, дымохода. Облицовочный бетон обычно добавляется в качестве защиты стальных конструкций башни, которые могут быть либо заглублены, либо подвергнуты затоплению и т. д.

Это вторичное бетонирование часто выполняется после того, как основной бетон уже застыл и затвердел, с использованием более слабой бетонной смеси, которая является более пористой, чем основной конструкционный бетон. Поэтому связь между основным конструкционным бетоном и отделочным бетоном часто оказывается сомнительной и образуются трещины, через которые могут проникнуть влага и агрессивные вещества.

Если отделочный бетон из материала низкого качества, то снова могут образоваться усадочные трещины .

Интерфейс/стык между опорой/отводом башни и муфтой/отверстием обычно обеспечивает проникновение влаги, стекающей вниз по опоре башни, и, следовательно, путь для агрессивных агентов. В зависимости от пористой природы бетона муфты, муфта может выступать в качестве резервуара для агрессивных агентов, вступающих в реакцию с концом/стойкой башни .

На рис. 8 показана коррозия элемента распорки нижней башни в бетоне муфты.

Рисунок 8 – Проникновение влаги из-за некачественного нанесения герметика между бетоном и связями, а также из-за некачественного бетона муфты.

Рисунок 8 – Проникновение влаги из-за плохого нанесения герметика между бетоном и связями, а также из-за низкого качества бетона муфты.

Рисунок 9 – Сильная коррозия скрепляющего уголка из-за проникновения влаги в бетон муфты

Рисунок 9 – Сильная коррозия скрепляющего уголка из-за проникновения влаги в бетон муфты

Вернуться к оглавлению ↑

8. Башня/корпус или Коррозия стальных конструкций ростверка

Коррозия стальных конструкций башен/коротких или ростверковых конструкций, включая анкерные стержни фундамента оттяжек и винтовые анкерные валы, происходит так же, как описано для коррозии арматуры. Как указывалось ранее , для возникновения коррозии должны присутствовать кислород и влага . Исключениями из этого правила являются присутствие хлоридов в грунтовых водах и анаэробная бактериальная коррозия в некоторых почвах_

Скорость и степень коррозии будут зависеть от пассивности пленки оксида железа на поверхности металла для стали без покрытия или целостности поверхностного покрытия, например. цинкование.

На рис. 10 показано влияние коррозии на стальной ростверк фундамента.

Рисунок 10 – Общий вид опоры 50 кВ – Коррозия фундамента моноблочного ростверка

Рисунок 10 – Общий вид опоры 50 кВ – Коррозия фундамента моноблочного ростверка

Вернуться к оглавлению ↑

9. Ошибки проектирования и строительства

Хотя ошибки проектирования и строительства потенциально охватывают широкий спектр элементов, в настоящее время необходимо учитывать только те ошибки, которые оказывают долгосрочное пагубное воздействие на фундамент или препятствуют его ремонту или модернизации.

9.1 Укороченная стальная конструкция

Укороченная стальная конструкция может иметь врожденные дефекты из-за ошибок проектирования или монтажа . Возможно, были спроектированы, поставлены или установлены неправильный размер и/или количество планок и соединительных болтов. В качестве альтернативы, возможно, была поставлена ​​и установлена ​​заглушка неправильной длины. Если известно, что такие ошибки произошли или подозреваются, необходимо будет исправить ошибку, когда фундамент должен быть отремонтирован.

На рис. 1 показано влияние недостаточной длины вставки на фундамент с пробуренной шахтой.

9.2 Неисправности конструкции

Потенциальные проблемы, связанные с дефектами конструкции, могут включать растрескивание в раннем возрасте, известные проблемы с качеством изготовления для аналогичных типов фундаментов или потенциальные проблемы, возникающие в результате изучения строительных чертежей, например. конструктивный стык на стыке дымохода с подушкой для фундаментов подушки и дымохода, «утяжка» в монолитных бетонных сваях, отсутствие предусмотренного проектом подреза под подушку и т. д.

Другими дефектами конструкции являются неправильная оценка несущей способности грунта на дне котлована из-за неправильной настройки или отсутствия подходящего испытательного оборудования . Проблемы могут возникнуть из-за неудовлетворительной подготовки дна котлована или нарушения грунта, что приведет к снижению предполагаемой несущей способности. Это может быть особой проблемой в отдаленных районах, где стоимость отсыпки бетоном или привозным сыпучим материалом непомерно высока, а ростверковые фундаменты устанавливаются прямо на земле.

На рисунках 11, 12, 13 и 14 показано влияние дефектов конструкции на бетонную пирамиду и дымоход. Неисправности включают в себя некачественные строительные швы в бетоне, несоосность заглушек и кляммеров, несоосность арматуры, отсутствие глухого бетона и т. д. той же области или с использованием аналогичных материалов, например щелочеактивные агрегаты.

Рисунок 11 – Деталь некачественного строительного шва в бетонном дымоходе

Рисунок 11 – Фрагмент некачественного строительного шва в бетонном дымоходе

Рисунок 12 – Несоосность заглушки и скоб

Рисунок 12 – Несоосность заглушки и скоб

Рисунок 13 – Перекос вставки и арматуры в бетонном дымоходе

Рисунок 13 – Перекос вставки и арматуры в бетонном дымоходе

Рисунок 14 – Ошибка конструкции

Рисунок 14 – Ошибка конструкции

Вернуться к оглавлению ↑

10.

Отчет о проверке опоры ЛЭП (PDF)

Загрузить отчет о 4-м пилотном аудите опоры передачи, проведенной аудиторской группой комитета по аудиту опоры передачи:

Требуется премиум-членство

Для этой технической статьи/руководства требуется премиум-членство. Вы можете выбрать годовой план членства Plus, Pro или Enterprise. Подпишитесь и наслаждайтесь изучением специализированных технических статей, онлайн-видеокурсов, руководств по электротехнике и документов. С премиальным членством в EEP вы получаете дополнительную эссенцию, которая расширяет ваши знания и опыт в технических областях низкого, среднего и высокого напряжения .
Ознакомьтесь с преимуществами каждого плана и выберите план членства, который лучше всего подходит для вас или вашей организации.
Сэкономьте 50% — Сэкономьте 50% на всех видеокурсах с тарифным планом Enterprise.
Войти »Подробнее »

Вернуться к оглавлению ↑

Источник: Реконструкция и модернизация фундаментов, Cigre

Катодная гальваническая защита фундаментов ростверков опор ЛЭП

Примечание редактора: Узнайте больше о катодной защите стальных конструкций, заглубленных в грунт, из нового специального ежеквартального выпуска Materials Performance «The Science Behind It. После прочтения статьи MP о защите подземных стальных ростверков опор опор ЛЭП изучите научные аспекты проблемы коррозии, которые представлены в нескольких связанных статьях CORROSION , перечисленных в конце статьи.

Подземная коррозия конструкций, поддерживающих линии передачи и распределения электроэнергии (T&D), является основной причиной износа оборудования в процессе эксплуатации. Каждый год коммунальные предприятия выделяют увеличенные бюджеты на борьбу с коррозией для ремонта большого количества стареющих и подвергшихся коррозии конструкций.Соответственно, большой спрос на эффективные и экономически целесообразные методы снижения коррозии, такие как системы катодной защиты (CP), специально разработанные для конструкций T&D.

Широко используемые традиционные методы проектирования CP основаны главным образом на эмпирических формулах и опыте проектировщиков. Такие методы проектирования, хотя и очень полезные, в первую очередь были разработаны для систем трубопроводов и не являются оптимальными для конструкций более сложной конфигурации. Они не учитывают все расчетные факторы и часто требуют использования относительно больших коэффициентов безопасности.Для решения этой проблемы был разработан инструмент электрохимического моделирования для проектирования эффективных систем CP для заглубленных компонентов передающих конструкций. Фундаменты ростверкового типа были выбраны, чтобы подчеркнуть некоторые возможности предлагаемого подхода, поскольку эти типы фундаментов распространены в конструкциях трансмиссии, а их геометрические неровности (например, края, отверстия, изгибы и стыки) представляют собой признанную проблему проектирования ГО, которая требует дальнейшего изучения. расследования.

Фундамент стального ростверка

Фундамент опор ЛЭП необходим для стабилизации опор путем передачи конструкционных нагрузок на подземную среду.Они должны быть спроектированы таким образом, чтобы противостоять движениям, таким как осадка, подъем и боковое смещение. ¹

Среди различных типов фундаментов стальные ростверки являются предпочтительным выбором для четырехопорных решетчатых башен, когда условия основания позволяют их применение. Фундаменты ростверка включают горизонтальную опорную плиту ростверка из конструкционной стали (обычно из оцинкованных уголков, балок и швеллеров) и некоторые вертикальные элементы, являющиеся продолжением опоры башни.Обычные конфигурации фундамента ростверка, которые соединяют опору башни с пластиной ростверка, включают пирамидальные опоры, одиночный трубчатый элемент и одинарную заглушку.

Основными преимуществами ростверкового фундамента являются их дешевизна и простота монтажа. Они полностью изготавливаются в магазине и обычно могут быть приобретены вместе с башней. Кроме того, фундаменты-ростверки требуют минимального времени монтажа и позволяют сразу же собрать башню. Обычно они не требуют заливки бетона, поэтому не требуется время на транспортировку и отверждение бетона. ²

Основным недостатком ростверковых фундаментов является необходимость относительно глубоких котлованов для их устройства. Иногда из-за различий в грунтовых условиях вдоль трассы линии электропередач фундамент башни необходимо увеличить путем заливки бетонного основания вокруг ростверка, если фактические грунтовые условия не так хороши, как предполагалось в первоначальном проекте. Кроме того, большие ростверки сложны в установке и требуют точной подгонки под установку башни. ²

Модель катодной защиты

Основной целью предлагаемого инструмента проектирования КТ является определение детального распределения потенциала и плотности тока (ПТ) на поверхностях ростверкового фундамента.Такая информация позволяет исследовать и оптимизировать конструкцию анодного слоя, чтобы структура могла быть достаточно поляризована в соответствии с международными критериями NACE для CP. ³

Трехмерная геометрическая модель

Поскольку CP относится к геометрии, включение большего количества деталей в геометрию приводит к более точному проектированию. При моделировании ЦП используются трехмерные (3-D) геометрические модели ростверковых фундаментов. Такие подробные геометрические модели позволяют точно рассчитать общую площадь поверхности и позволяют точно прогнозировать недостаточно защищенные и чрезмерно защищенные области.

Площадь поверхности фундаментов ростверка варьируется от ~60 футов ² (~6 м ² ) до ~260 футов ² (~24 м ² ) в зависимости от размера и конструкции плиты ростверка.

Почвенное полушарие радиусом в несколько футов считается основным почвенным доменом для электрохимического моделирования. Другая почвенная область, которая окружает основную почвенную область, отвечает за влияние бесконечной почвенной среды. На Рисунке 1 показан образец расчетной области почвы.

Исходные данные: полевые исследования и лабораторные испытания

Для обеспечения точности моделирования необходимо провести определенные тесты, чтобы охарактеризовать почвенную среду и собрать соответствующие электрохимические данные. К ним относятся:

• Испытание на сопротивление грунта

• Испытание электрохимического потенциала почвы на конструкции

• Проверка требований к току CP

• Вольтамперометрические испытания

В то время как первые три теста должны проводиться на месте, для вольтамперометрических тестов требуется лабораторное оборудование.

Измерение удельного сопротивления грунта может выполняться на месте или в лаборатории в соответствии со стандартами ASTM G187 ⁴ и AASHTO T288 ⁵ . Тем не менее, рекомендуется использовать четырехконтактный метод Веннера, ASTM G57, ⁶ , для проведения испытаний удельного сопротивления грунта на месте, что позволяет идентифицировать слои грунта, если таковые имеются. Так как распределение тока защиты в грунтовых средах сильно зависит от удельного сопротивления грунта, наличие горизонтов грунта с разными значениями удельного сопротивления может существенно повлиять на работу системы CP.

Основываясь на полевом опыте, электрохимический потенциал непосредственно заглубленной конструкции, измеренный по отношению к электроду сравнения (например, электроду из меди/сульфата меди [Cu/CuSO ₄ ] [CSE]), указывает на состояние коррозии, как указано в Таблице 1. ⁷ Обратите внимание, что этот потенциал и скорость коррозии будут меняться в разные сезоны, в основном из-за колебаний температуры и влажности почвы.

Требуемый ток для катодной защиты ростверкового фундамента может быть измерен на месте методом прерывания тока, который использует временные аноды и портативный источник питания постоянного тока.В зависимости от удельного сопротивления грунта и площади оголенной поверхности фундамента требуемый ток может варьироваться от нескольких мА до нескольких сотен мА. В тех случаях, когда проверка требований к току CP невозможна, требуемый ток можно оценить по Таблице 2 ⁷ после расчета/аппроксимации площади оголенной поверхности.

Анодные и катодные уравнения Тафеля были использованы для моделирования электрохимических процессов на поверхности расходуемых анодов и стальных конструкций (катодов). Это потребовало проведения лабораторных вольтамперометрических испытаний для оценки соответствующих кинетических параметров (т.е., замените наклоны CD и Tafel на анодные и катодные материалы в образце почвы, собранном у основания башни). ⁸ Кинетические параметры могут изменяться в зависимости от таких факторов, как удельное сопротивление почвы, уровень pH, концентрация кислорода, концентрация ионов металлов, площадь поверхности электродов, температура, загрязнение хлоридами и содержание органических веществ.

Примеры значений кинетических параметров приведены в таблице 3. Перечисленные коэффициенты приведены для демонстрационных целей — в различных почвенных средах могут быть получены существенно разные значения.

Выбор системы и первичные расчеты

В отличие от трубопроводов, которые представляют собой непрерывные конструкции с большой площадью поверхности, фундаменты передающих и распределительных башен представляют собой отдельные конструкции с относительно небольшой площадью поверхности. Соответственно, предпочтительно устанавливать отдельные гальванические системы КП для каждой башни и реализовывать их для каждой башни в группе, имеющей общие характеристики.

Магниевые и цинковые аноды обычно рекомендуются для применения в почве; тем не менее, использование цинковых анодов предлагается только в условиях низкого удельного сопротивления грунта.

Для примера были выбраны аноды из высокопотенциального магниевого сплава

(тип M1, согласно ASTM B843 ⁹ ) (таблица 4 ⁷ ). Требуемая мощность системы CP (Q _CP ) может быть рассчитана по уравнению (1):

, где I _CP (A) — требуемый ток защиты, полученный в результате испытаний на месте или приблизительно указанный в Таблице 2. Минимальный срок службы системы CP составляет 20 лет. Как только емкость системы CP определена, минимальная масса анода (m _Mag ) для системы может быть рассчитана по уравнению (2):

, где Q _Mag (A-y/кг) — теоретическая емкость материала анода, E — выход по току, а U — коэффициент использования, как указано в таблице 4.

В целом, системы CP с распределенными анодами обеспечивают более низкое сопротивление анодного слоя и лучшую защиту для фундаментов с неправильной геометрией; но стоимость земляных работ и установки является ограничивающим фактором. Цель предлагаемого метода проектирования СР состоит в том, чтобы сравнить различные конструкции анодов, чтобы найти оптимальную конструкцию с точки зрения стоимости и производительности.

Численный анализ и оптимизация конструкции КП

Решатель конечных элементов COMSOL MULTI PHYSICS ^† (версия 5.2), использовался для решения основных электрохимических уравнений. В этом примере моделирование CP было разработано для фундамента с одной опорой. Также частично заглублены два угла раскоса конструкции (рис. 2).

В этом примере фундамент без покрытия и заглублен в нейтральный грунт с удельным сопротивлением 5000 Ом-см. По трехмерной геометрической модели площадь заглубленной поверхности рассчитывается как 70 футов ² (6,5 м ² ).

Текущие испытания в нейтральных грунтах показывают, что для CP заглубленных элементов потребуется 37 мА.В качестве альтернативы информация в таблице 2 может быть использована для оценки требуемого тока. После использования уравнений (1) и (2) минимальная масса магниевых анодов для 20 лет CP в нейтральной почве может быть рассчитана как 15,3 фунта (7 кг). Цилиндрические 5, 9 и 17 фунтов (2,3, 4 и 7,7 кг) магниевые аноды были рассмотрены для моделирования CP. Соответственно, для исследования различных сценариев проектирования CP были выбраны анодные слои с одним 17-фунтовым анодом, двумя 9-фунтовыми анодами или тремя 5-фунтовыми анодами.

На рисунке 2 показаны результаты моделирования для различных конструкций систем CP.В каждом ряду представлены четыре различных конструкции анодного слоя с горизонтальными анодами. Результаты в верхнем ряду соответствуют нейтральному грунту с удельным сопротивлением грунта 5000 Ом-см. Чтобы проиллюстрировать влияние удельного сопротивления грунта на характеристики КП, в нижнем ряду представлены результаты моделирования для слабокислого грунта с удельным сопротивлением 2000 Ом·см. Чтобы обеспечить справедливое сравнение между этими случаями, размер анода одинаков. Требуемый ток КП, очевидно, увеличивается по мере увеличения коррозионной активности почвы, что, в свою очередь, увеличивает требуемую массу анодов для определенного срока службы системы КП.

Распределение поляризованных потенциалов на заглубленных поверхностях фундамента было исследовано для оценки производительности каждой конструкции анодного слоя. В соответствии со стандартом NACE ³ для КП стали требуется минимальный поверхностный потенциал –0,850 В относительно CSE (таблица 1). На рис. 2 темно-красные области представляют собой защищенные части фундамента, а оранжевые, желтые, зеленые и синие области в указанном порядке представляют поверхности с уменьшающимся уровнем защиты. Результаты показывают, что анодные слои обеспечивают лучшее распределение защитного тока в грунтах с более низким удельным сопротивлением, а сильно распределенные анодные слои обеспечивают более равномерное покрытие.

Здесь обсуждаются только несколько конструкций анодного слоя; но инструмент проектирования позволяет исследовать различные проекты, а его результаты с высоким разрешением обеспечивают основу для принятия обоснованных решений.

Выводы

Это моделирование подтверждает, что области с геометрическими элементами (углы и края), расположенные вблизи анодов, получают максимальный защитный ток, в то время как плоские поверхности, особенно экранированные, наименее поляризованы/защищены. В связи с геометрическими сложностями требуется несколько анодов для КП ростверкового фундамента.Кроме того, в грунтах с высоким удельным сопротивлением необходимо учитывать большее количество анодов, заглубленных близко к конструкции (≲2 фута [0,6 м]), чтобы достичь хорошего уровня защиты.
Для фундаментов с большими ростверками предпочтительны горизонтально заглубленные аноды для защиты горизонтальных элементов ростверка, а вертикально заглубленные аноды рекомендуются для защиты вертикальных (стоек) элементов. Тем не менее, всегда рекомендуется обеспечивать полное СР критическим несущим элементам фундамента — обычно опорам — таким образом, может потребоваться комбинация вертикальных и горизонтальных анодов.

Для оцинкованных конструкций равновесный потенциал конструкций постепенно смещается в сторону электроположительных значений по мере износа слоя цинка и распространения коррозии на стальную основу. Соответственно, проектирование систем ЦП для двух одинаковых оцинкованных фундаментов в одной и той же грунтовой среде зависит от их возраста и качества оставшегося оцинкованного покрытия.

Высокораспределенные аноды улучшают характеристики системы CP, но следует учитывать более высокие затраты на строительство.

^† Торговое название.

Каталожные номера

1 «Управление фундаментами конструкций линий электропередач», Научно-исследовательский институт электроэнергетики, отчет 1013783, 2007 г.

2 Стандарт IEEE 691-2001, «Руководство IEEE по проектированию и тестированию фундамента структуры передачи» (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: IEEE, 2001).

3 NACE SP0169, «Контроль внешней коррозии подземных или подводных металлических трубопроводных систем» (Хьюстон, Техас: NACE International).

4 ASTM G187, «Стандартный метод испытаний для измерения удельного сопротивления почвы с использованием метода двухэлектродного ящика для почвы» (Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International).

5 AASHTO T288, «Стандартный метод испытаний для определения минимального сопротивления лабораторного грунта» (Вашингтон, округ Колумбия: AASHTO).

6 ASTM G57, «Стандартный метод испытаний для полевых измерений удельного сопротивления почвы с использованием четырехэлектродного метода Веннера» (West Conshohocken, PA: ASTM).

7 NACE CP3 Учебное пособие «Технолог по катодной защите» (Хьюстон, Техас: NACE, 2014).

8 В. Э. Перес, «Коррозионное поведение стали, оцинкованной горячим погружением, в инфраструктурных приложениях» (докторская диссертация).докторская диссертация, Университет Британской Колумбии, 2014 г.).

9 ASTM B843, «Стандартные технические условия на аноды из магниевого сплава для катодной защиты» (West Conshohocken, PA: ASTM).

gridage — Перевод на русский — примеры французский

Эти примеры могут содержать нецензурные слова, основанные на вашем поиске.